熔断器在电路中的主要作用及工作原理

熔断器俗称保险丝或保险管。最早的保险丝于一百多年前由爱迪生发明，由于当时的工业技术不发达白炽灯很贵重，所以，最初是将它用保险丝来保护价格昂贵的白炽灯的。熔断器保护电子设备不受过电流的伤害，也可避免电子设备因内部故障所引起的严重伤害。因此，每个熔断器上皆有额定规格，当电流超过额定规格时保险丝将会熔断。当介于常规不熔断电流与相关标准规定的额定分断能力(的电流)之间的电流作用于熔断器时，熔断器应能满意地工作，而且不会危及周围环境。

熔断器被安置的电路的预期故障电流必须小于标准规定的额定分断能力电流，否则，当故障发生熔断器熔断时会出现持续飞弧、引燃、熔断器烧毁、连同接触件一起熔融、熔断器标记无法辨认等现象。当然，劣质熔断器的分断能力达不到标准规定的要求，使用时同样会发生危害。

电子设备中使用的保护元件除熔断电阻器外，还有普通熔断器、热熔断器和自恢复熔断器等。保护元件一般是串接在电路中，它在电路中出现过电流、过电压或过热等异常现象时，会立即熔断而起到保护作用，可防止故障进一步扩大。

(一) 普通熔断器

普通熔断器俗称保险丝或保险管，属于熔断不可恢复型熔断器，熔断后只能更换新的熔断器。它在电路中“F”或“FU”表示。

普通熔断器的结构特点

普通熔断器通常由玻璃管、金属帽和熔丝构成。两只金属帽套在玻璃管两端，熔丝(采用低熔点金属材料制作)装在玻璃管内，其两端分别焊接在两只金属帽的中心孔上。使用时将熔断器装入保险座中、与电路串联即可。

熔断器的熔丝多数为直线状，只有彩色电视机、电脑显示器中使用的延迟式熔断器为螺旋状熔丝。

普通熔断器的主要参数

普通熔断器的主要参数有额定电流、额定电压、环境温度和反应速度等。额定电流也称致断容量，是指熔断器在额定电压下能熔断的电流值。熔断器的正常工作电流庆低于额定电流30%。国产熔断器的额定电流值通常直接标注在金属帽上，进口熔断器则用色环标注在玻璃管上。

额定电压是指熔断器的最调节作电压，它份为32V、125V、250V和600V四种规格。熔断器的实际工作电压应低于或等于额定电压值。若熔断器的工作电压值超过额定电压值，则会迅速熔断。

熔断器的电流承载能力的实验，是在25℃环境温度条件下进行的。熔断器的使用寿命与工作环境温度成反比。环境温度越高，熔断器的工作温度也越高，其寿命也越短。

反应速度是指熔断器对各种电负荷作出反应的迅速程度。熔断器按反应速度和性能可分为正常响应型、延时断开型、快动作型和电流限制型。

(二)热熔断器

热熔断器也称温度保险丝，是一种不可恢复式过热保险元件，广泛应用于各类电炊具、电动机、洗衣机、电风扇、电源变压器等电子产品中。热熔断器按感温体材料的不同，可分为低熔点合金型热熔断器、有机化合物型热熔断器和塑料-金属型热熔断器。

低熔点合金型热熔断器

低熔点合金型热熔断器的感温体由具有固定熔点的合金材料加工而成。当温度达到合金熔点时，感温体则自动熔断，将被保护电路断开。根据其结构的不同，低熔点合金型热低熔点合金型热熔断器又可分为重力式、表面张力式和弹簧反应式三种。

有机化合物型热熔断器

有机化合物型热熔断器由感温体、可动电极、弹簧等组成。感温体是用高纯度、低熔断温度范围的有机化合物加工而成。正常时，可动电极与固定端点相接触，电路被熔断器接通；当温度达到熔点时，感温体自动熔断，可动电极在弹簧的作用下与固定端点断开，将电路断开而进行保护。

塑料-金属型热熔断器

塑料-金属型热熔断器采用表面张力式结构，其感温体的电阻值几乎为0。当工作温度达到设定温度时，感温体的电阻值会突然增大，阻止电流通过。

(三)自恢复熔断器

自恢复熔断器是一种个有过流、过热保护功能的新型保险元件，可以多次重复使用。

自恢复熔断器的结构原理

自恢复熔断器属于正温度系数的PTC热敏元件，由高分子聚合物及导电材料等混合制成，它串联在电路中，可以代替传统的熔断器。

在电路正常工作时，自恢复熔断器处于导通状态。当电路出现过电流故障时，熔断器自身温度将迅速上升，聚合材料受热后迅速进入高阻状态，由导体变成绝缘体，切断电路中的电流，使电路进入保护状态。当故障消失、自恢复熔断器冷却后，它又呈低阻导通状态，自动接通电路。

自恢复熔断器的动作速度与异常电流的大小及环境温度有关，电流越大、温度越高，则动作速度也越快。

常用的自恢复熔断器  

自恢复熔断器有插件式、表面安装式、片式等结构外形。常用的插件式自恢复熔断器有RGE系列、RXE系列、RUE系列、RUSR系列等，用于电脑及一般电器。

保险丝的工作原理：

当电流通过导体时，因导体存在一定的电阻，所以导体就会发热，制作保险丝的材料和形状确定后，其电阻也就确定了，当电流流过它时，它就会发热，随着时间的增加其发热量也会增加，电流和电阻的大小确定了产生热量的速度，保险丝的结构与其安装的状况确定了热量消耗的速度，若产生热量的速度小于热量消散的速度时，保险丝就不会熔断。

若产生热量的速度等于热量消散的速度时，在相当长时间内它也不会熔断，若产生热量的速度大于热量消失的速度时，那么产生的热量就会越来越多，热量的增加就会造成温度的升高，当温度升高到保险丝熔点以上时，保险丝就会发生熔断。

随着许多产品的不断升级与更新换代，目前的电子产品对保险丝的要求越来越高，为了能让保险丝能继续保护各种各样产品电路安全，保险丝也需要不断的改进。现在保险丝有很多类型，例如一次性保险丝、自恢复保险丝、贴片类、插片类等不同封装的保险丝，根据不同的保险丝类型可以应用到高压低压的工作环境中，现在保险丝在很多电子电器的电路中越来越重要。