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半导体设备保护用熔断体

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额定耗散功率的确定是以额定电流和标准试验条件(见8.1.4和8.3.1)为依据的。熔断体的电阻温度系数所引起耗散功率的增加速度比电流平方引起耗散功率的增加速度更快。

由于这个原因,制造厂提供的有关电流和耗散功率关系的信息可以用耗散功率特性的形式或分散数据点的形式表示。

由于安装条件与试验条件(见8.3)不同,耗散功率特性可能偏离额定值。 AA.5.2 影响耗散功率的因素

由于实际电流和额定电流之间的关系对耗散功率的影响显著,可能需要使用比重复工作制和过载所

2确定的额定电流更大的熔断体。但较大的额定电流意味着It值也较大。使用能进行合理保护的最大额定电流的熔断体可同时减小耗散功率并可以解决重复工作制和过载的问题。

使用较高额定电压的熔断体会导致较高的耗散功率值。如果尽管电弧电压很大,但仍可以使用这种

2熔断体,那么It值就可以减小,这样可允许选择较大额定电流的熔断体,从而可以减小耗散功率。

当带有铁制零件的熔断体使用在高于额定频率时的频率下,耗散功率将显著增大。 AA.5.3 相互影响

熔断体与关联的半导体设备间非常短的电连接会产生显著的热耦合。 因此熔断体耗散功率的任何减小可以提高半导体设备的电流负载。 AA.6 时间-电流特性 AA.6.1 弧前特性

在整流器或变流器臂中出现的脉动电流不能仅仅在有效值基础上处理。在边缘情况时,应确保仅仅单个脉动不会损坏熔体。例如:按8.4.3.4考虑短时过载(如0.1s以下),实际过载的峰值不是最大有效值,而是最大脉动的峰值。

2除上述提到的区域外,高于额定频率的任何频率的电流实际上对弧前It的值没有影响。对于额定频率下弧前时间小于1/4周波的预期电流,频率越高,弧前时间越小。对于低于额定频率的频率,其影响与上述相反。但应注意弧前时间的增加可能更显著,特别是对较大预期电流。

对于较小的预期电流,非对称电流(具有瞬态直流分量的交流电流)的唯一影响是使电流的有效值略微增加。

在绝热区域中,该影响最好是以上升率的增加或减少来表示,用在弧前时间具有相同(或相似)上升率的对称电流代替实际电流。

2在弧前It特性偏离绝热区域的临界区域中,应区分非对称性电流开始时的程度,开始时程度大,22弧前It值会减小;开始时程度小,弧前It值会增大。

在考虑熔断体承受非对称电流的能力时,应考虑非对称峰值。

2在直流情况下,基于交流的弧前It特性可能不适用,或仅仅部分适用,这取决于电路的参数。 如果电路的时间常数小于所考虑的最短的时间,预期电流就等于外加电压除以电阻所得的值。 如果电路自感量很大,只要横坐标以上升率表示,而不以预期电流表示,也就是直流的上升率通过

2外加电压除以自感决定,可利用弧前It特性的绝热区域。可进一步认为预期电流值(外加电压除以电阻)明显高于(3倍或更多)在所考虑的电流上升率下的截断电流值。

2对于直流的其他情况,很难从交流基础上的正常弧前It特性来作出有关弧前时间的重要结论,宜和制造厂进行协商。然而,大多数实际情况包含在对等效上升率的考虑中。

2就非正弦电流来讲,正常弧前It特性不提供大量的有关性能的信息。除非出现以下情况:上升率占优势(即电流非常大)或者电流值很小而时间很长,允许使用有效值。 AA.6.2 熔断It特性

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2

对于给定的预期电流,弧前It特性和熔断It特性之差是在绘制熔断It的各种条件下的燃弧It最大值。制造厂提供的数据是以较低功率因数值(即0.3以下)及外加电压的有效值为基础的。

最恶劣的情况是外加电压的瞬时值在整个弧前时间和燃弧时间内都尽可能的大。因为这种情况很少发生,可以利用这种情况。

对于相同外加电压和预期短路电流,较高频率意味着较低的自感值,因此燃弧时间减少,而且在实际极限内与频率成反比。

对于相同外加电压和预期短路电流,较低频率意味着较高的自感值,因此燃弧时间增加,而且在实际极限内与频率成反比。

注: 由于燃弧时间较长,造成能量释放,因此不能保证熔断体适用于低于额定频率的频率。当熔断体的使用频率

低于额定频率时,宜与制造厂进行协商。

2222选择燃弧时间的最大值时,应考虑非对称电流的影响。

2弧前It是根据上升率判断(见AA.6.1)的所有直流(见AA.1注)情况下,如果截断电流发生在弧前时间的末端,只要电压参数(基于有效值)选择为外加直流电压小于平均交流电压(90%有效值),

2则熔断It也是有效的。其他所有情况需要特殊考虑或从制造厂获得有关资料。 AA.7 分断能力

在额定值内,分断非正弦交流电流的能力对半导体设备保护用熔断体来说要求不高。

对于较高电压值(高压熔断体),分断小电流也可能存在问题,但此问题是在本文所述电流范围之外(见7.4)。

只要不超过额定频率下电流上升率的最大值,频率高于额定频率对分断能力没有影响。频率低于额定频率时,熔断体内释放出能量大于额定频率时的能量。包括按8.5.5.1进行的低频试验在内的有关信息可从制造厂处获得。

对于直流分断能力(见AA.1注),熔断体中释放出的能量在大多数情况下大于额定频率时的释放出的能量。只有当使用交流额定电压明显大于直流电源电压的熔断体才能保证满意的熔断。附加的信息宜从制造厂处获得。 AA.8 换流

半导体设备中的短路电流一般涉及具有几个桥臂的电路,当熔断体熔断时,在各臂之间发生换流,这种换流是由交流电源电压的周期性变化、晶闸管导通或另一熔断体的电弧电压引起的。

换流通过改变电路结构、电路常数、外加电压(例如增加电弧电压)影响熔断体的动作。 另一种可能严重影响熔断体工作的误换流,它起因于第二次故障的出现。

附 录 BB (规范性附录)

制造厂应在产品使用说明书(样本)中列出的半导体设备保护用熔断体的资料

下述资料应按交流和直流(如适合)分别提供。 a) 制造厂名称(商标)。 b) 产品型号或目录号。 c) 额定电压(见3.4.1)。

d) e) f) g) h) i) j) k) l) m) n) o) p) q)

额定电流(见3.5)。

额定频率或其它频率(见5.4)。

额定分断能力(额定电压下和不同的外加电压下)(见5.7.2和8.5)。

弧前和熔断时间-电流特性(图)和适用等级(标志),如果适用(见5.6.1和8.4.3.3.1)。

2弧前It特性(见5.8.2.1和8.7.2)。

2

在规定功率因数或时间常数下与电压有关的熔断It特性(见5.8.2.2和8.7.2)。 电弧电压特性(见5.9和8.7.5)。 截断电流特性(见5.8.1和8.6)。

约定试验条件下额定电流时的温升以及指明规定的测量点(见7.3和8.3.5)。

至少50%和100%额定电流下的耗散功率,在固定点或以图表形式表示该范围内的耗散功率(附加参数可以是63%和80%)(见7.3和8.3.3)。 指示器所需要的最小动作电压(见8.4.3.6)。

允许电流和周围空气温度的函数关系(图)(见8.4.3.2)。 安装说明,如有需要,列出相关尺寸(草图)。

特殊安装条件(如连接导体的截面积、冷却不足、附加热源等)下的载流能力。

注:如用于特殊条件宜与制造厂进行协商。

附录CC

(规范性附录)

半导体设备保护用标准化熔断体示例

CC.1 总则

本附录分为如下7个具有标准尺寸的熔断体系统特殊示例: ——A型螺栓连接熔断体系统——英国;

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——B型螺栓连接熔断体系统——DIN; ——C型螺栓连接熔断体系统——北美; ——A型接触片式熔断体系统; ——B型接触片式熔断体系统——北美; ——A型圆筒形帽熔断体系统——北美;

——B型圆筒形帽熔断体系统——法国。

用于半导体设备保护的熔断体也可以具有与以下熔断体相同的尺寸: ——IEC 60269-2:2006中熔断器系统A、B、F和H; ——IEC 60269-3中熔断器系统A。

熔断体的耗散功率除应满足本标准的要求外,同时不应超出配合使用的熔断器底座或熔断器支持件的接受耗散功率。如果熔断体的耗散功率大于标准熔断器底座或熔断器支持件的接受耗散功率,制造厂应降低其额定值。

CC.2 A型螺栓连接熔断体系统——英国 CC.2.1 范围

以下的补充要求适用于尺寸符合图CC.1至图CC.3要求的螺栓连接熔断体。熔断体的额定电压和电流如下:

·交流230V,电流不超过900A; ·交流690V,电流不超过710A。 CC.2.2 机械设计(见IEC 60269-1:2006中7.1)

熔断体的标准尺寸见图CC.1至图CC.3。 CC.2.3 熔断体结构

为了指示动作,可使用一个带撞击器的熔断体。带撞击器的熔断体的标准尺寸见图CC.4。

单位为毫米

典型额定电压 V交流 230 690 230 690 230 690 推荐最大额定电流 A 20 20 180 100 450 355 29 55 29.2 50.6 32.6 60 8.7 8.7 17.7 17.7 38.2 38.2 47.6 75 58.4 79.8 85 114 6.4 6.4 12.7 12.7 25.4 25.4 0.9 0.9 2.5 2.5 3.3 3.3 38 64.5 42 63.5 59 85 4 4 6.4 6.4 10.3 10.3 4.8 4.8 7.9 7.9 13 13 8.8 8.8 19.3 19.3 41.5 41.5 A 最大值 B 最大值 D 最大值 E 名义值 F 最大值 G 名义值 H 名义值 J 最小值 K 最大值 注:直流和VSI的额定电压向制造厂咨询。 图CC.1 单体熔断体

单位为毫米

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半导体设备保护用熔断体

额定耗散功率的确定是以额定电流和标准试验条件(见8.1.4和8.3.1)为依据的。熔断体的电阻温度系数所引起耗散功率的增加速度比电流平方引起耗散功率的增加速度更快。由于这个原因,制造厂提供的有关电流和耗散功率关系的信息可以用耗散功率特性的形式或分散数据点的形式表示。由于安装条件与试验条件(见8.3)不同,耗散功率特性可能偏离额定值。AA.5.2影响耗散功
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