基于LOTO示波器和5A電流探頭的自恢復保險絲

本文用LOTO示波器和5A的電流探頭來實驗兩種常見類型的保險絲的保護曲線。一種是熔斷型的，另一種是自恢復型的。我們通常需要在一些電路中對電流過大的情況做保護，比如防止用戶把輸出源短路，比如防止用戶對電路灌入大電流燒毀。這種情況下，我們需要在需要保護的電路中串入保險絲。

熔斷型的保險絲原理是當電流增大，保險絲的溫度升高，打到額定電流后燒斷保險絲，從而切斷了電流路徑。

自恢復保險絲（Polymeric Positive TemperatureCoefficient，PPTC）的原理是，當電流增大到一定程度后，過流使它溫度升高時，阻值急劇增大幾個數(shù)量級，使電路中的電流減小到安全值以下，從而使后面的電路得到保護，過流消失后自動恢復為低阻值，免除電流保險絲經(jīng)常更換的麻煩。

我們實測一個標稱200mA/250V的熔斷型保險絲的電流保護情況。我們用LOTO的USB示波器OSC482，帶一個串入電源回路中的電流探頭，這個電流探頭的內(nèi)阻只有0.2毫歐，同時串聯(lián)上這個保險絲。然后通過示波器監(jiān)測電流中的電流波形。正常狀態(tài)我們不開啟電源，電流為0，然后突然打開開關(guān)，將一個5A的電流突然加入到回路中，我們觀察保險絲路徑中的電流波形，從而分析出這個保險絲的保護情況。

我們得到如下電流曲線結(jié)果：

可以看到，當5A的電流突然加到電路中時，50ms的時間，電流從0突然升高到3.55A左右，然后用260ms的時間降到了1.25A，然后完全熔斷，電流變?yōu)?。這和標稱的200mA完全對應不上，所以在使用這種保險絲時，你的電路承受不了持續(xù)幾百毫秒的3A電流的話，還是會被損壞的。

接下來我們看看一款350mA的自恢復保險絲的實測情況。

我采購了NANOSMDC035F-2這個型號的PPTC，

保持電流（Hold Current）IH：不會使電阻值突變的最大電流。

觸發(fā)電流（Trip Current）IT：能使電阻值突然變大的最小電流，一般為保持電流的兩倍。

額定電壓（Rated Voltage）VMAX：在額定電流下能承受的不會損害PPTC器件本身的最大電壓。

最大電流（Maximum Current）IMAX：在額定電壓下能承受的不會損害PPTC器件本身的最大電流。

動作功率（Typical power）Pd：動作狀態(tài)下消耗的功率。

最大動作時間（Max Time to Trip）Ttrip：規(guī)定電流下的最大動作時間。

靜態(tài)電阻（Resistance Tolerance）RMIN、RMAX：在不加電情況下的靜態(tài)電阻最小值Rmin和最大值Rmax，器件的實踐值在該范圍之內(nèi)，即Rmin≤R≤Rmax。

為了方便，我把貼片的PPTC焊上了兩只腳，同樣的電路環(huán)境下，我們得到我們得到如下電流曲線結(jié)果：

可以看到，當5A的電流突然加到電路中時，24ms的時間，電流從0突然升高到1.5A左右，然后用500ms的時間降到了0A左右。這和標稱的350mA完全對應不上，所以在使用這種保險絲時，你的電路承受不了持續(xù)幾十毫秒的1.5A電流的話，還是會被損壞的。

斷開電路，檢測下PPTC的電阻，1.7歐姆，雖然不是資料里寫的最大1.3歐姆，但是還是算自恢復了。

綜合兩次試驗的結(jié)果，相同的標稱值的情況下，自恢復保險絲的保護性能還是優(yōu)于熔斷型保險絲的，并且方便。