1.18 熔断电阻器
(1)简介
熔断电阻器(俗称保险电阻器),能在过电流、过载时自行熔断以保护电子元器件的安全,也可作为电路中的普通电阻使用,故又被称为双功能电阻器。其外观如图1-23所示。
图1-23 熔断电阻器的外观
根据其工作方式,熔断电阻器可分为可修复型和不可修复型两大类。其中可修复型熔断电阻器是以低熔点焊料焊接一根弹性金属片,当负载过大、温度过高时,低熔点焊料即会在焊点处溶化,弹性金属片自动脱离焊点,使电路中断;而不可修复型熔断电阻器是在通过超负载电流时,自动熔断电阻膜或电阻丝。
根据使用材料,熔断电阻器又可分为氧化膜型、金属膜型、线绕型、碳膜型等。
这类电阻器的常见型号包括RF10、RF11型不燃性金属膜系列熔断电阻器,RJ90-A、RJ90-B系列熔断电阻器等。其中,每一个系列又包含了0.5W、1W、2W、3W4种规格。
(2)选用
在彩色电视机、录像机、复印机及各类有过载/过电压/过电流断路保护要求的电路之中,熔断电阻器均有普遍的应用。
熔断电阻器可作为保护性器件使用,其重要特点是具有熔断特性,故在选用时需要考虑熔断电阻器的双重性能。也就是说,既需要保证熔断电阻器在正常工作条件下的长期稳定性,也需要确保过负载时熔断电阻器能够快速熔断;即临界功率需精确选取,不能具有过大的安全系数。若阻值或功率过大,则熔断电阻器无法发挥其电路保护的作用。
熔断电阻器的耗散功率和阻值的计算式分别为:
P = I2R,R = U/I (1-5)
上式表明,在确定熔断电阻器的功率时,应以耗散功率为准;而在选择阻值时,应根据工作电路中的工作电压和工作电流来确定其数值。
此外还需要考虑的参数有环境温度对熔断电阻器熔断性能的影响,万不可使熔断电阻器与不耐热的元器件靠近。
熔断电阻器的使用需重点注意如下几项。
①在实际的电路设计中,大功率的熔断电阻器需以专用支架支撑;小功率的熔断电阻器则需悬空10mm以上,切不可直接紧贴PCB电路板。
②焊接熔断电阻器时,动作必须快速,不可使熔断电阻器长时间受热,否则其阻值会发生变化。
③需要弯折熔断电阻器的引线时,务必确保弯折处与电阻器根部相距5mm以上。
④存放和使用熔断电阻器的过程中,均需保证电阻器表面漆膜的完整性。
(3)检测与代换
①检测 其检测方法是熔断电阻器被烧断开路时,可依据经验做出判断,即若观察到熔断电阻器的表面发黑或存在烧焦痕迹,则表明该熔断电阻器因负载过重、流过其内部的电流是额定值的许多倍所致;若熔断电阻器的表面无任何明显痕迹却表现出开路特性,则表明流过其内部的电流恰好等于或稍大于其额定值。
对于表面无任何痕迹的熔断电阻器性能的判断,需借助万用表的R×1挡来测量;为保证测量的精度,最好的办法是将焊接于电路板上的熔断电阻器拆解下来。若测出的电阻值为无穷大,则表明该熔断电阻器已经失效且呈开路状态;若测量阻值与标称阻值相差甚远,则表明该熔断电阻器的阻值发生了较大改变、不宜继续使用;实际维修中,还存在着熔断电阻器被击穿而短路的现象,检测时也应予以重视。
②代换 熔断电阻器损坏后,需要注意以下几点。
a.不可盲目更换原有熔断电阻器,一定要查明电阻器被烧毁的原因,再采取适当的措施进行处理。
b.切忌以普通电阻器替代熔断电阻器,若暂时没有相同型号的熔断电阻器可供替换,则可采取以下3种应急的代换方法。
(a)固定电阻器串联熔断器代换法。该方法中所用的固定电阻器的阻值、功率需与待换熔断电阻器完全相等;而所用的熔断器的额定电流计算公式为:
(1-6)
式中 P和R——待换熔断电阻器的额定功率和额定阻值。
例如,功率为1/2W、阻值1Ω的待换熔断电阻器,可计算出其替代熔断器的额定电流为:
也就是说,以一只1/2W、1Ω固定电阻器串联一只0.5A的熔断器,即可替代电路中那只已经被损坏的1/2W、1Ω的熔断电阻器。
(b)自绕电阻器与熔断器串联代换法。该方法以康铜丝绕制的一个阻值与待换熔断电阻器相同的电阻器,再串联一个普通的熔断器,即可代换损坏的熔断电阻器。
(c)以熔断器直接代换法。若待换熔断电阻器的阻值<1Ω,则可直接以熔断器来进行替代,其额定电流的计算公式与方法(a)相同,并可根据其值来选择熔断器的型号。