中心议题：
- 介绍电路保护基础
- 提出用双保险来为较高等级电流提供保护的方案
- 展望下一代电路保护
解决方案：
- 用双保险来为较高等级电流提供保护
- 均衡双保险管电路应注意4条规则
对很多电路来说，选择一款有适当额定电流和工作电压的保险通常是一个很简单明了的工作。但某些情况下，找不到一种有适当额定电流和电压组合的保险，于是电路设计者必须求助于某种创新设计，以提供所需的保护。
对某些电子系统的电路设计，这种情况正日益成为一种常见现象，如用于PC服务器、大规模数据存储系统、基站电源和PC服务器冷却风扇控制电源的电压调节模块（VRM）。设计者要在一块电路板上装上越来越多的元器件，要求电路能承受高达20A或30A的电流。在这种等级的电流下，保护板级器件免遭故障损害就成为一个问题，因为一般找不到有这种额定过流值的次级保险。例如，不久以前还找不到额定电流高于15A的125V表面安装型保险。
为较高等级电流提供保护的常见解决方案是使用两只保险，它们有相同的额定电流值，将两只作并联。不过，由于不存在两只完全相同的保险，总有一只保险承受的电流大于另一只。因此，即使线路电流是在规格范围内，但承担较高负载的保险仍会熔断，于是很快另一只也熔断。以下是保险匹配以及确定电路额定值的一些指南，为双保险方案提供所需的保护：
电路保护基础
UL标准保险通常都有75%的降额因素，以保证能提供所需的电路保护。
保险的直流阻抗通常有15%的公差；因此在最差情况下，两只随机选择保险（相同额定电流，且来自同一制造商）的直流阻抗可以相差到35%（1.15 Rdc/0.85 Rdc = 1.35，即差35%）。例如，考虑一个电路，要求一种将最大工作电流限制在15A的保险。算上降额因素，该电路将需要一种20A的保险，才能提供所需的过流保护。（见图1。）
如果找不到符合所需工作电压的20A保险，则可以将两只10A保险并联，期望它们能平均分担负载电流，完成单只20A保险的功能。这里假设一支保险上过大的电流会分流到另一个上，造成一种均衡的状态。但是，这种情况很少出现，因为几乎不可能找到两支完全一样的保险。
如果两支保险的直流阻抗有很大差别，流经的电流也会相差很大，电路保护就会出现问题。一般来说，一支保险承受的电流要高于另一支，可能工作在接近过流极限值处，而另一支则远低于安全极限。因此，用两支保险完成一种功能会影响到电路的过流保护。
继续以需要20A保护的电路为例，假设由于直流阻抗的不匹配，流经一支10A保险的电流比流经另一支保险的要高20%。如果工作电流为14A，则流经两支保险的电流分别为6.36A和7.64A。但是，一支10A UL标准的保险设计承受的安全电流不超过7.5A。因此，当电路在14A运行某段时间时，承受7.64A电流的保险就有很大可能开路。一旦这支保险开路，所有电流将流经剩下的那支保险，并使之熔断。
电路设计者可能察觉不到这个问题，因为在生产测试时不太可能表现出来。当一支保险承受的电流超过其额定值的75%，但远低于过载条件时，其熔断时间并不确定。因此，电路可能要经过长时间测试，才足以使之熔断。
除直流阻抗以外，另外一个重要的考虑因素是两支保险所处位置之间的温度差。保险是温度敏感器件，它们的有效额定电流会随着环境温度的上升而减小。如果两支并联保险中，其中一支的工作温度高于另一支，则它将有较小的有效额定电流，因此比另一支更早地进入过载。
如何均衡双保险管电路
虽然使用两只并联保险有着上述不确定性，但可以遵守下面这些实用的指南，改进它们的工作可靠性：
首先，两支保险必须尽可能地匹配。不仅它们的额定值要相同，确保两支保险是同时制造的也是一个不错的想法。这样能确保两支保险的直流阻抗尽可能匹配。
其次，两支保险永远不可能均分电流。因此，要为组合增加20%的降额因素。
第三，细心追踪每支保险的热历史。两支保险都应保持在相同温度下，包括环境温度和正常工作温度。因此，确定让两支保险都暴露在相同的气流中，引线或保险管夹上都有相似的热传导机制。
第四，最大断路电流等于单支保险的值，而不是两支保险最大断路电流之和。同样，最大断路电压也等于单支保险的值，而不是两支保险断路电压之和。
遵守了这些设计指南以后，流经两支并联保险的电流基本相等，它们可以在低于自己过流极限条件下良好地工作。此外，当出现过载事件时，两支保险差不多在相同时间开路，为电路板的元器件提供保护。
下一代电路保护
正确设计的双保险电路能为大电流电路板提供较好的保护，但最好的方案还是用一支有正确额定电流和电压的保险。保险供应商对电路板工作在更大电流下的趋势作出了响应，他们开始推出额定用于125V 20A和30A的表面安装保险。由于它们是表面安装器件，这些保险外形低矮，比引线保险易于安装。
保护电路板元器件不受越来越大电流的损坏是件复杂的事，因为没有现成满足要求的保险。提供保护的方法可以是仔细设计的双保险电路，或有足够额定值的单支保险。
作者介绍
K.K. Wu是Littelfuse HK Ltd.产品经理。他在电子元件业有19年的工作经验。他持有香港中文大学的电子工程学士与信息工程硕士证书。他亦获得了香港城市大学的MBA学历，并是IET(UK)的成员。
