保險絲（Fuse）也稱為電流保險絲，IEC127標準將它定義為"熔斷體"。其主要作用是起過載保護作用。電路中正確安置保險絲，當電路發(fā)生故障或異常時，伴隨著電流不斷升高，并且升高的電流有可能損壞電路中的某些重要器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災(zāi)。
保險絲就會在電流異常升高到一定的高度熱度的時候，自身熔斷切斷電流，保護電路安全運行。
圖1: 常用保險絲
01、保險絲的工作原理
正常工作時，在電路中只起到連接作用;基于自身極小的電阻，將部分電能轉(zhuǎn)換為熱能實現(xiàn)對電流的檢測，只要通過保險絲的電流小于額定值，則轉(zhuǎn)換后的熱能可以通過輻射或傳導(dǎo)的方式散發(fā)出去，而當電流超過保險絲的額定值后，熱能無法全部得到散發(fā)，累積一定時間后，保險絲就會被熔斷，從而保護后級電路。
圖2: 負載電流時的溫度
圖3: 快速保險絲熔斷相應(yīng)時間與延時保險絲熔斷相應(yīng)時間
02、保險絲的基本結(jié)構(gòu)
一般保險絲由三個部分組成：一是熔體部分，它是保險絲的核心，熔斷時起到切斷電流的作用，同一類、同一規(guī)格保險絲的熔體，材質(zhì)要相同、幾何尺寸要相同、電阻值盡可能的小且要一致，最重要的是熔斷特性要一致。二是電極部分，它是熔體與電路聯(lián)接的重要部件，它必須有好的導(dǎo)電性，不應(yīng)產(chǎn)生明顯的安裝接觸電阻。三是支架部分，保險絲的熔體一般都纖細柔軟的，支架的作用就是將熔體固定并使三個部分成為剛性的整體便于安裝、使用，它必須有良好的機械強度、絕緣性、耐熱性和阻燃性，在使用中不應(yīng)產(chǎn)生斷裂、變形、燃燒及短路等現(xiàn)象。
圖4: 保險絲示基本結(jié)構(gòu)圖
03、保險絲相關(guān)的術(shù)語
- 動作電流
動作電流是熔斷型保險絲的一個重要參數(shù)，它是指能使保險絲熔斷的最小電流，動作電流通常是在額定電流的基礎(chǔ)上進行選擇的。
- 動作時間
動作時間是指從電路中的電流超過動作電流開始，到保險絲完全熔斷所需的時間，動作時間的長短直接影響到電路的保護效果。
- 溫度系數(shù)
溫度系數(shù)是指保險絲的熔點隨著溫度的變化而變化的程度，一般來說，溫度系數(shù)越小，保險絲的穩(wěn)定性越好。
- 過載能力
過載能力是指保險絲在一定時間內(nèi)能夠承受的最大電流，過載能力是熔斷型保險絲的一個重要指標，它直接影響到電路的安全性。
- 電壓降
電壓降是指保險絲在規(guī)定電流下兩端的電壓差，壓降大小反映了保險絲的電阻和能耗。
04、保險絲的技術(shù)參數(shù)
- 額定電流（IN）
額定電流是指標注在保險絲上的額定工作電流，該數(shù)值由制造商確定，為保險絲所能承受的最大電流，額定電流通常是標準推薦的檔位。在選擇保險絲時，應(yīng)根據(jù)電路的電流要求來選擇合適的額定電流，正常工作電流：在25℃條件下運行，保險絲的電流額定值通常要降額75%使用。額定電壓(UN )額定電壓是指標注在保險絲上的額定工作電壓，表示該保險絲可以被使用的最大工作電壓，通常標準額定電壓值為32V、63V、125V、250V、600V。保險絲是對電流的變化而不是對電壓的變化敏感，保險絲在從零到其最大額定值間的任何電壓下都保持其原狀，所以保險絲可以在小于其額定電壓的任何電壓下使用。
- 分斷能力 (Breaking Capacitor)
也稱為致斷容量或短路額定容量，是指在規(guī)定的電壓下，保險絲能安全地切斷的最大電流。當保險絲中可能通過的瞬時過載電流超過額定值時，保險絲會破碎或爆炸，引起危險。因此要求保險絲在保護動作后，還能夠保持完整的狀態(tài)。保險絲分斷能力取決于保險絲的結(jié)構(gòu)，低分斷能力保險絲大部分都是玻璃殼體的，高分斷能力保險絲通常有陶瓷殼體，其中許多還填充有純凈顆粒狀石英材料。
- 公稱熔化熱能（I2t）
是選擇保險絲的最重要的參數(shù)之一，是使保險絲斷開所需的能量值，是保險絲本身固有的參數(shù)，以I2t表示，讀為“安培平方秒”。其決定因素是元件材料及保險絲元件的形狀、與溫度及電壓無關(guān)。
一般在權(quán)威認證機構(gòu)，都要進行熔化熱能測試：給保險絲施加一個電流增量并測量融化發(fā)生的時間，如果在約0.008秒或更長的時間內(nèi)不發(fā)生融化，那么就增加脈沖電流的強度。重復(fù)進行實驗直到保險絲的熔斷時間在0.008秒以內(nèi)。這一測試目的是確保所產(chǎn)生的熱能沒有足夠的時間從保險絲部件通過熱傳導(dǎo)跑掉，也就是說，全部熱能于熔斷保險絲。
- 冷電阻（R）
保險絲不工作時本身的電阻值。大部分保險絲是用正溫度系數(shù)為材料制造。會有冷電阻和熱電阻（額定電流下的電壓降），實際的工作電阻位于其間，用于大于保險絲公稱額度電流10%的測量電流測得冷電阻，熱電阻是根據(jù)保險絲上流過的值，等于標稱額定電流流過時產(chǎn)生的。
- 時間-電流曲線（Overload and Time-Current Curves)
是保險絲最重要的參數(shù)之一，當流過保險絲的電流超過額定電流時，保險絲熔斷，是一種過載狀態(tài)，保險絲的時間-電流特性是過載電流和熔斷時間之間的關(guān)系，是以平均值為根據(jù)的。
- 環(huán)境溫度
保險絲是溫度敏感元件，保險絲的電流承載能力，其實驗是在環(huán)境溫度為25℃情況下進行的，環(huán)境溫度越高，保險絲的工作溫度就越高，保險絲的電流承載能力越低，壽命也就越短，相反在較低的溫度下會延長保險絲的壽命。具體是指直接環(huán)繞保險絲周圍的空氣溫度，不應(yīng)與室溫相混淆。
05、保險絲的選型方法
在選擇保險絲時，需要根據(jù)電路的具體情況來進行選擇。
- 確認額定工作電流與額定電壓
首先確定產(chǎn)品的額定工作電流，再根據(jù)產(chǎn)品額定電流的1.5-2倍來選擇保險絲的額定電流。額定電壓的選擇通常要大于或等于有效的電路電壓，一般開關(guān)電源常用的規(guī)格為250V/AC。
- 確認安規(guī)認證
保險絲屬于安規(guī)器件，本身是需要經(jīng)過安規(guī)認證的。IEC、UL、CSA、TUV、CCC等對保險絲都有要求，例如IEC60127標準第4部分，選型應(yīng)符合對應(yīng)的認證標準。
- 確認電氣特性
F（快熔）、T（慢熔）、自恢復(fù)等，需要結(jié)合產(chǎn)品實際應(yīng)用環(huán)境進行選型，包括浪涌（雷擊）抗擾度、輸入沖擊電流的相關(guān)指標，具體可結(jié)合保險絲規(guī)格書的電流和時間曲線進行選型，一般開關(guān)電源中的保險絲為慢熔型。
- 確認工作溫度范圍
實際產(chǎn)品的應(yīng)用溫度范圍，保險絲的工作溫度范圍不應(yīng)小于實際產(chǎn)品的應(yīng)用溫度范圍。
- 確認封裝
結(jié)合產(chǎn)品的體積、工藝、安規(guī)距離、成本等，選擇最合適的保險絲。特別是保險絲前和保險絲后的電氣間隙和爬電距離，都需要滿足基本絕緣。
- 確認最小I2t
根據(jù)被保護回路的浪流I2t，確定保險絲管的I2t。
PCB Layout注意事項
需要認證的產(chǎn)品，需要將保險絲的規(guī)格印在PCB上、無認證需求的產(chǎn)品，最好也同步以上。