保险丝（Fuse）也称为电流保险丝，IEC127标准将它定义为"熔断体"。其主要作用是起过载保护作用。电路中正确安置保险丝，当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。 

保险丝就会在电流异常升高到一定的高度热度的时候，自身熔断切断电流，保护电路安全运行。

图1: 常用保险丝

01、保险丝的工作原理

正常工作时，在电路中只起到连接作用;基于自身极小的电阻，将部分电能转换为热能实现对电流的检测，只要通过保险丝的电流小于额定值，则转换后的热能可以通过辐射或传导的方式散发出去，而当电流超过保险丝的额定值后，热能无法全部得到散发，累积一定时间后，保险丝就会被熔断，从而保护后级电路。    

图2: 负载电流时的温度

图3: 快速保险丝熔断相应时间与延时保险丝熔断相应时间

02、保险丝的基本结构

一般保险丝由三个部分组成：一是熔体部分，它是保险丝的核心，熔断时起到切断电流的作用，同一类、同一规格保险丝的熔体，材质要相同、几何尺寸要相同、电阻值尽可能的小且要一致，最重要的是熔断特性要一致。二是电极部分，它是熔体与电路联接的重要部件，它必须有好的导电性，不应产生明显的安装接触电阻。三是支架部分，保险丝的熔体一般都纤细柔软的，支架的作用就是将熔体固定并使三个部分成为刚性的整体便于安装、使用，它必须有良好的机械强度、绝缘性、耐热性和阻燃性，在使用中不应产生断裂、变形、燃烧及短路等现象。    

图4: 保险丝示基本结构图

03、保险丝相关的术语

• 动作电流

动作电流是熔断型保险丝的一个重要参数，它是指能使保险丝熔断的最小电流，动作电流通常是在额定电流的基础上进行选择的。

• 动作时间

动作时间是指从电路中的电流超过动作电流开始，到保险丝完全熔断所需的时间，动作时间的长短直接影响到电路的保护效果。

• 温度系数

温度系数是指保险丝的熔点随着温度的变化而变化的程度，一般来说，温度系数越小，保险丝的稳定性越好。

• 过载能力

过载能力是指保险丝在一定时间内能够承受的最大电流，过载能力是熔断型保险丝的一个重要指标，它直接影响到电路的安全性。    

• 电压降

电压降是指保险丝在规定电流下两端的电压差，压降大小反映了保险丝的电阻和能耗。

04、保险丝的技术参数

• 额定电流（IN）

额定电流是指标注在保险丝上的额定工作电流，该数值由制造商确定，为保险丝所能承受的最大电流，额定电流通常是标准推荐的档位。在选择保险丝时，应根据电路的电流要求来选择合适的额定电流，正常工作电流：在25℃条件下运行，保险丝的电流额定值通常要降额75%使用。额定电压(UN )额定电压是指标注在保险丝上的额定工作电压，表示该保险丝可以被使用的最大工作电压，通常标准额定电压值为32V、63V、125V、250V、600V。保险丝是对电流的变化而不是对电压的变化敏感，保险丝在从零到其最大额定值间的任何电压下都保持其原状，所以保险丝可以在小于其额定电压的任何电压下使用。

• 分断能力 (Breaking Capacitor)

也称为致断容量或短路额定容量，是指在规定的电压下，保险丝能安全地切断的最大电流。当保险丝中可能通过的瞬时过载电流超过额定值时，保险丝会破碎或爆炸，引起危险。因此要求保险丝在保护动作后，还能够保持完整的状态。保险丝分断能力取决于保险丝的结构，低分断能力保险丝大部分都是玻璃壳体的，高分断能力保险丝通常有陶瓷壳体，其中许多还填充有纯净颗粒状石英材料。

• 公称熔化热能（I2t）

是选择保险丝的最重要的参数之一，是使保险丝断开所需的能量值，是保险丝本身固有的参数，以I2t表示，读为“安培平方秒”。其决定因素是元件材料及保险丝元件的形状、与温度及电压无关。    

一般在权威认证机构，都要进行熔化热能测试：给保险丝施加一个电流增量并测量融化发生的时间，如果在约0.008秒或更长的时间内不发生融化，那么就增加脉冲电流的强度。重复进行实验直到保险丝的熔断时间在0.008秒以内。这一测试目的是确保所产生的热能没有足够的时间从保险丝部件通过热传导跑掉，也就是说，全部热能于熔断保险丝。

• 冷电阻（R）

保险丝不工作时本身的电阻值。大部分保险丝是用正温度系数为材料制造。会有冷电阻和热电阻（额定电流下的电压降），实际的工作电阻位于其间，用于大于保险丝公称额度电流10%的测量电流测得冷电阻，热电阻是根据保险丝上流过的值，等于标称额定电流流过时产生的。

• 时间-电流曲线（Overload and Time-Current Curves)

是保险丝最重要的参数之一，当流过保险丝的电流超过额定电流时，保险丝熔断，是一种过载状态，保险丝的时间-电流特性是过载电流和熔断时间之间的关系，是以平均值为根据的。

• 环境温度

保险丝是温度敏感元件，保险丝的电流承载能力，其实验是在环境温度为25℃情况下进行的，环境温度越高，保险丝的工作温度就越高，保险丝的电流承载能力越低，寿命也就越短，相反在较低的温度下会延长保险丝的寿命。具体是指直接环绕保险丝周围的空气温度，不应与室温相混淆。

05、保险丝的选型方法

在选择保险丝时，需要根据电路的具体情况来进行选择。    

• 确认额定工作电流与额定电压

首先确定产品的额定工作电流，再根据产品额定电流的1.5-2倍来选择保险丝的额定电流。额定电压的选择通常要大于或等于有效的电路电压，一般开关电源常用的规格为250V/AC。

• 确认安规认证

保险丝属于安规器件，本身是需要经过安规认证的。IEC、UL、CSA、TUV、CCC等对保险丝都有要求，例如IEC60127标准第4部分，选型应符合对应的认证标准。

• 确认电气特性

F（快熔）、T（慢熔）、自恢复等，需要结合产品实际应用环境进行选型，包括浪涌（雷击）抗扰度、输入冲击电流的相关指标，具体可结合保险丝规格书的电流和时间曲线进行选型，一般开关电源中的保险丝为慢熔型。

• 确认工作温度范围

实际产品的应用温度范围，保险丝的工作温度范围不应小于实际产品的应用温度范围。

• 确认封装

结合产品的体积、工艺、安规距离、成本等，选择最合适的保险丝。特别是保险丝前和保险丝后的电气间隙和爬电距离，都需要满足基本绝缘。

• 确认最小I2t

根据被保护回路的浪流I2t，确定保险丝管的I2t。

PCB Layout注意事项

需要认证的产品，需要将保险丝的规格印在PCB上、无认证需求的产品，最好也同步以上。