1.脉冲电流的热效应与机械疲劳
脉冲电流会在熔断器内部产生热循环(ThermalCycling),导致以下影响:
热应力积累:每次脉冲电流通过时,熔断器的熔丝会因焦耳热(I²R)而升温,随后冷却,反复的热胀冷缩会导致材料疲劳。
机械疲劳:长期的热循环可能使熔断体内部结构逐渐劣化,最终影响其熔断特性和使用寿命。

2.脉冲I²T与熔断器额定I²T的关系
熔断器的设计需确保脉冲I²T值远小于其标称熔断I²T值(即熔断器熔断所需的热能量)。两者的比值U决定了熔断器能承受的脉冲次数:
可承受脉冲次数 | U=脉冲I²T/熔断器I²T(%) |
100,000次 | ≤20% |
10,000次 | ≤30% |
1,000次 | ≤40% |
关键说明:
U值越小,熔断器能承受的脉冲次数越多,寿命越长。
脉冲间隔必须足够长,以确保前一次脉冲产生的热量充分散逸,避免累积效应导致过早失效。
3.典型脉冲波形的I²T近似计算公式
矩形波(Square):I²T=Ip².t
三角波(Triangular):I²T=⅓Ip².t
指数衰减波(Exponential): I²T=½Ip².t
注:Ip=脉冲峰值电流,t=脉冲持续时间
4.设计建议
选择恩彼迈跌落式熔断器时:需根据实际脉冲电流的I²T值,确保其不超过熔断器标称I²T的20%~40%(具体取决于所需寿命)。
散热要求:在高频脉冲应用中,需保证足够的冷却时间,或选用散热性能更好的熔断器。
验证测试:对于关键电路,建议通过实际脉冲老化测试验证熔断器的耐久性。
5.结论
脉冲电流是影响熔断器寿命的关键因素,设计时应严格控制脉冲I²T与熔断器I²T的比值(U),并确保足够的散热时间。通过合理选型和计算,可显著提升熔断器在脉冲负载下的可靠性。
