半导体保险丝的作用_工作原理_结构特点

保险丝是一种电气保护装置，用于保护电路免受过载、过电流等影响。电保险丝是托马斯·阿尔瓦·爱迪生 (Thomas Alva Edison) 于1890年发明的。这些装置大小不一，但它们的用途相同。

按照在不同电路的应用，保险丝分为交流保险丝和直流保险丝两种。在本文中，小编主要介绍一种类型的直流保险丝，即半导体保险丝的相关基础内容。

基本概念

半导体保险丝，英文名称Semiconductor Fuse，是一种电流保护器件，主要用于限制高电流并保护敏感的半导体元件，如晶闸管、电源、SCR、整流器、二极管等。

半导体保险丝是非常快速的限流装置，可提供峰值允通电流和低熔化积分值。通常情况下，半导体保险丝的电压范围为125至2,100V，并且有多种尺寸和形状可供选择，其符号如下图所示：

结构特点

半导体保险丝结构如下所示，其中有一个保险丝元件，它被填充物包围并被保险丝主体包围。该保险丝内的保险丝元件由抗氧化的纯银制成。银材料的熔点为960°C，可以承受限制器的最高工作温度。保险丝主体由热稳定的氧化铝陶瓷制成。

半导体保险丝又称高熔断能力或限流保险丝，有时被称为超快保险丝或整流保险丝。熔化保险丝所需的时间称为熔化时间。

工作原理

半导体保险丝的工作原理是让电流从电源供应到电路，为电路正常供电。如果发生短路或过载，则电流供应会使保险丝中的灯丝破裂并切断整个电路的电源连接。因此，当达到预定电流的限制时，保险丝将断开电路。

半导体保险丝将在许多领域取代交流和直流保险丝，任何过载电流都会导致保险丝断开电路并避免电路损坏，所以这些保险丝通常用于保护晶体管、集成电路、二极管等半导体器件。

半导体保险丝与HRC保险丝

半导体保险丝和HRC保险丝之间的区别主要提现在以下几个方面：

选择要点

半导体保险丝的选择可根据以下要求进行：

• 在正常工作条件下，半导体保险丝应连续承载设备的额定电流。
• 与设备的额定I2t相比，I2t保险丝值必须较低，以便保险丝在设备之前熔断。
• 保险丝必须能够承受电弧熄灭后出现在其两端的电压。
• 与设备的额定峰值电压相比，峰值电弧的电压必须低，这样设备才不会损坏。
• 该保险丝的选择主要取决于实际要求，例如I2t额定值、额定电压、制动能力、保险丝座的尺寸和额定值、保险丝等级gS和gR、aR和gPV、设计或现场的物理限制、小电流额定值、每种封装类型的可用额定值范围等。
• 软启动器的半导体保险丝选择必须非常小心，以保护每个软启动器中使用的晶闸管和连续额定电流。

主要特性

半导体保险丝的电流-时间特性如下图所示。众所周知，快速保险丝用于保护半导体设备。当此保险丝串联连接到半导体设备时，一旦电流增加到其额定值，它就会断开。

• 当该保险丝未在电路中使用时，故障电流会增加到“B”点。当保险丝电流增加时，则温度也增加。类似地，当在电路中使用保险丝时，故障电流会增加到时间t=tm。因此，一旦在t=tm时间断开，保险丝就会产生火花。
• 故障电流增强到A点，这被称为峰值电流，用C点表示。在C点，当电弧电阻增强时，故障电流减小。
• 在D点，电弧减少，此时故障电流变为零。tc（故障清除时间）是保险丝的tm（熔化时间）和 ta（起弧时间）之和，即tc=tm+ta。
• 在整个起弧时间内保险丝两端的电压称为起弧电压或恢复电压。因此，必须注意保险丝I^2t额定值始终低于SCR I2t额定值。

HSN代码

通常情况下，协调命名系统（HSN）代码是由WCO（世界海关组织）开发的，用于对各种商品进行分类。它是一个6位代码，通常用于不同的商品。但是，一些国家/地区使用8位代码对商品进行子分类。所以，半导体保险丝的HSN代码是853610。

主要应用

半导体保险丝的应用主要体现在以下几个方面：

• 主要包应用括功率整流器、交流和直流电机驱动器、转换器、软启动器、光伏逆变器、固态继电器、焊接逆变器等中的半导体器件保护。
• 广泛用于电力电子应用，例如变频驱动、晶闸管直流驱动和不间断电源。
• 用于保护设备免受大电流的影响。
• 用于不同的应用，如短路保护、过压、过流、转换率控制、TSD（热关断）和RCB（反向电流阻断）。
• 它是一种速度非常快的传统保险丝，可保护半导体器件免受损坏。
• 通常用于额定开关电流为100A或以上的较大半导体设备。

总结

以上就是关于半导体保险丝相关基础内容的介绍，这些保护装置有助于保护半导体器件免受短路。半导体保险丝具有超快熔断特性，专为半导体功率器件保护而开发。