电子熔断器的选型要领和技术趋势

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很高兴有机会跟各位工程师朋友们在这个场合近影一些技术探讨和交流，我是来自AEM科技。我们公司的产品正如这个会标所示，是电路保护和电磁兼容的元器件。刚才上面两位谈的是电磁兼容方面的内容，我开始转换一个内容，我们谈一下电路保护方面，我今天想跟大家交流的是过电流保护方面的内容，接下来刘总会跟大家谈过电压保护。
由于时间关系，我只能很简要的阐述，各位朋友已经在电子元件技术网（http://www.cntronics.com ）上交流过、认识过，我尽量避免内容的重复，我争取谈一些新的内容，材料我会跳着讲。我准备的材料分两方面的内容，第一部分是电子类保险丝的概况，包括它的历史、发展、原理、选型、市场、发展动向等等，这个我会很简略的罗列一下。第二个部分，我想重点的谈一下代表了电子类保险丝行业发展趋势和动向的一个门类，表面贴装的保险丝，它的品种、分类一些特点。
先简单的谈一下电子类保险丝整体的概况。保险丝发明是爱迪生，在19世纪，经历了100多年的历史，这个历史我就不讲了。电子类保险丝的发展过程有四个阶段，这四个阶段的产品，目前在市场上都在广泛的应用，这两个图是第一代的产品，传统型的管装保险丝，现在市场应用中大概占了三分之一多一点。这中间两个图代表第二代微型保险丝，体积缩小，安装方法有所改变，目前在市场应用，大概在20%不到。第三代和第四代电子保险丝都是表面贴装的，它的结构、工艺有很大的不同，虽然都是表面贴装，第二部分会做重点的介绍。表面贴装目前在市场用量越来越大，也占到了三分之一。这个课题是我们类的保险丝应用的选型要素，由于时间关系，我不可能一一的介绍，大家可以在网上相应的文章里面去看。
我只是简单的介绍一下这十个要素是我们选择一个保险丝的时候比较全面考虑的方向，有很多的应用者并不知道选择保险丝要考虑这么多的内容，我们知道最简单的是外形尺寸、安装方法，额定电流规格，其他的或多或少都会被忽视或者没有想到。
我把这十个方面的要素归纳成三个类型的指标，因为我们知道保险丝需要起的作用有三个方面，第一个就是保护功能，当电路出现异常故障的时候，需要动作来起到保护的作用，保护功能是由这十大要素里面的第一个额定电流、第三个环境温度，第五个熔断特性，这三个指标是保证保险丝的保护功能。其实上面这个问题我也同样跟网友在我爱方案网 （ http://www.52solution.com ）沟通过，有些朋友应该有印象！
第二个功能，保险丝还需要有一定的承载功能，也就是说，在电路没有出现故障，而有波动的情况下，保险丝不能够动作，要能够使设备正常的运行，这个承载功能是由十大要素里面的第七个，熔化热能值来保证的。
第三个，保险丝的功能是安全功能，不管保险丝动作还是不动作，任何时候都需要保证电路的安全，因为它属于一个安全元件，安全功能是由十大要素里面的第二项额定电压，第六项，分断能力，第十项安全认证，这几个来保证它的安全功能，也就是说我们选择保险丝的时候，需要同时考虑这十个要素，而十个要素里面有一些要素是互相不兼容的，有制约甚至有抵触，我们选择的时候就是需要做一个平衡。保险丝的基本功能就不讲了，工作原理也不讲了。刚才我们简单讲过保险丝的三大功能，我们判别一个保险丝是合适的、是好的，需要满足三个功能，保护功能、承载功能和安全功能，协调好保护性能是耐脉冲性能之间的制约，求得最合理的制约，这样选好的保险丝才是最合适的。
这里罗列了一些电子类保险丝的技术标准，我们可以看到中国的国家标准和国际标准还有一小部分的差距，不是说指标上的差距，而是标准体系完整性的差距，其中第五部分小型熔断体质量评定导则现在已经开始组织起草了，我们现在的国家标准已经是第三版了，这个国家标准跟国际标准是等同的。保险丝的认证可能跟其他元器件的认证有一些不一样的地方，有它的特点，因为保险丝是可以分为欧洲规格和北美规格两大体系，所以它的认证也分为两大体系，这个里面简单介绍了一下两大体系的标准和认证的不同，中国的标准体系是欧洲体系，也就是3C认证跟其他认证是同一个体系，CB证书可以从各个认证之间转换，不需要进行重新的试验，只需要做文字转换，也可以节省很多认证费用和时间。
中国的电子类小型熔断器的标准技术委员会和行业协会都在广州中国电器科学院内，包括IC、国际电工委员会的小型熔断器的专业技术委员会秘书处也在广州中国电器科学院内。影响熔断器性能的因素，这个我就不讲了。测试要求只强调一个，熔断器测试结果跟它的责实条件有很大的关系，如果环境条件不一样、连接条件不一样、散热条件不一样，都会影响测试结果，所以这个测试标准里面规定了大气环境的要求，规定了导线等等焊接条件，这个是我们有时候会碰到供应商和客户在测试结果出现差异的时候，需要考虑的一个标准测试条件。这个是目前市场上的主要电子类保险丝的供应商、应用领域。
保险丝是过电流保护最广泛使用的一个元件，能够起到类似功能的还有很多种产品，元器件知识库（ http://www.cntronics.com/public/baike ）这里列举了不少。随着电子工业不断发展，保险丝的应用量越来越多，市场越来越大，它的结构组成有一些变化，传统的管状保险丝是趋于减少的，而表面贴装是逐年增加，这里列了一些对整个保险丝市场需求的统计和评估，这是全球需求量，这是亚洲需求量，这个是大中华区的需求量，大中华区的需求量还分了一下不同的品种和不同的地区，刚才花最短的时间给大家交流一些关于电子类小型保险丝的一个基本情况，如果还有需要补充的内容，请大家可以到电子元件技术网或者是论坛、或者是博客里面去看，也可以跟我交流。
我们下面花比较多的时间来介绍一下第二部分，代表了电子类保险丝发展趋势和潮流的一类产品——表面贴装熔断器，它的品种以及最新技术的多层独丝片状的优点。表面贴装也有两类产品，一类是真正片式的，是晶片型的，第二种是由管状保险丝缩小成表面贴装型的，叫中空型的，熔丝是悬在空气中的。我们把两大类都做一个简单的介绍。第一类是晶片型的片式熔断器，目前在市场流行和使用的大概有四种工艺，薄膜式的有三种，一个是PCB机体，一个是陶瓷机体，还有一种是电阻工艺。另外一类是多层独石，这四种工艺构成了目前市场上所有晶片型的熔断器。
那么中空型的熔断器只有两种工艺，一种是从管状熔断器缩小，从圆形管、陶瓷管变成方形的陶瓷管，体积缩小很多倍，这一种是大部分制造商都采用了这种工艺，最新的就是用聚合物，不是管状，是片状，也是中空模块式的。这个页面把市场上主要贴装熔断器的分类一个概括，下面我会每一个每一个做一些介绍，薄膜式的晶片型熔断器，第一种工艺是TCB机体，这种产品以LITTELFUSE的产品为代表，这个是PCB基板，这个是铜渡锡的内电极，这个是聚合物的覆盖层，也就是起绝缘作用的。这个工艺的特点好处是一致性比较好，内阻比较小，但是它的局限就是耐熔剂性受限制，电流规格也是受限制。这个结构，我刚才说了电极层朝下，因为覆盖层很薄，所以在烧断的时候，能量外泄比较容易，这一种产品一般使用的时候是反贴的，反贴的时候有机会烧板子。然而在深圳电子展（ http://www.aidzz.com ）上购买的元器件就没出现过这种问题！
第二种，陶瓷机体的晶片式薄膜式。它跟TCB为基体，只是基板是陶瓷的，所以它的耐溶剂性就比较好，其他的限制是类似。第三种，电阻工艺薄膜式。它的主要限制就是精度受限制，保护功能在保险丝和保险电阻之间。第四种是多层独石的保险丝，它的特点是从浆料开始做的，它的工艺有些类似MLCC，它是一层一层叠加的，所以它的溶体可以做成很多层，而且不是在产品的表面，是镶嵌在产品的内部，它的特点就是耐热型和耐溶剂型很强，电流规格可以做得很大，安全可靠性很大。
四类产品我们做一些简单的比较，左边是多层独石的，右面是其他三种工艺，我们可以看到它的主要区别就是多层独石的电极，也就是熔断体，是在产品的中心部分，其他的都是在表层，中心部分有什么好处呢？它烧断的时候，能量绝对不会外泄，能量全部被陶瓷吸收了。我们可以从动作以后的产品的外观来做一些比较，这个是多层独石的，两倍、三倍、八倍和分断能力之后的外观，这个是薄膜式的，和分管能力以后的外观，我们可以看出明显的区别，它表面有破坏性的痕迹，甚至于会影响到周围的材料，这个就没有任何变化，这个表格归纳了一下两种结构的差异，因为时间关系，我就只能够很简单的讲。
通过刚才的比较，多层独石保险丝的主要优点，一个是可靠性强，这些是可靠性的指标，跟其他工艺的产品相比，大大的提高，这些抗溶剂能力强、温度变化、湿度变化适应能力强，又是一个优点。还有一个最基本的优点就是它的低成本、高品质，在目前市场经济和竞争激烈的形势下，性价比是一个最重要的因素，第一种片石熔断器讲完了,下面因时间缘故，就先说到这里...详细资料可上电子元件 技术网查看： http://www.cntronics.com/public/seminar/content/type/article/rid/41/sid/5