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1、 器件应力降额及关键用法规范 器件应力降额及关键用法规范第一部分 总则31 前言32 目的33 适用范围34 关键词35 引用/参考标准或资料46 产品典型工作区、短时稳态工作区、极限瞬态工作区定义47 偏离降额的说明7第二部分 应力降额及关键用法规范内容8第一章 低压电器类器件91.1 接触器降额与关键用法规范91.2 低压断路器降额与关键用法规范141.3 刀开关降额与关键用法规范201.4 电源小开关降额及关键用法规范231.5 信号小开关降额及关键用法规范251.6 熔断器降额及关键用法规范271.7 电连接器降额及关键用法规范311.8 风扇降额及关键用法规范341.9 温度继电器降
2、额及关键用法规范371.10 电磁继电器降额及关键用法规范39第二章 电磁元件432.1电磁元件降额规范43第三章 其它463.1 电源模块降额及关键用法规范463.2 液晶显示模块降额及关键用法规范493.3 晶体谐振器降额与关键用法规范523.4 晶体振荡器降额与关键用法规范553.5 蜂鸣器降额及关键用法规范58第三部分 附录1：器件降额系数速查总表61第四部分 附录2：关键用法速查总表73第一部分 总则1 前言器件应力降额及关键用法规范是本公司产品可靠性设计所必须依据的重要的基础规范之一。通过对应用于产品中的器件应力（电应力、热应力）的降额系数的规定，以及设计上关键用法的查检，达到降低
3、器件失效率、提高器件使用寿命、增强对供方来料质量的适应性、以及对产品设计容差的适应性的目的，从而提高产品可靠性水平。适当的器件应力降额不仅可以提高产品的可靠性，同时还有助于使产品寿命周期费用最低。本规范物料品质部拟制，研发管理办发布实施，适用于本公司产品的设计、开发及相关活动。2 目的规范器件应力降额标准和关键设计用法，保证产品应用可靠性。3 适用范围本规范适用于所有新产品的设计、开发，以及在产产品的优化。除非产品规格书中对器件可靠性、寿命等有特殊指定的要求，否则器件降额均依据此规范进行。对于某些暂时不具备使用本规范的条件的产品，可以仍然沿用原来的器件应力降额总规范。4 关键词应力降额，冗余设
4、计，可靠性，关键用法；Derating , Design Margin, Reliablity，key usage；5 引用/参考标准或资料GJB / Z 35-93 元器件降额准则；军用电子元器件应用可靠性；元器件生产厂家技术资料和手册；返回目录6 产品典型工作区、短时稳态工作区、极限瞬态工作区定义示意图如下：A.典型工作区(简称“A区”)是指我司产品规格书中所规定范围内，且在市场上最可能遭遇到的典型工作条件。某一工作条件由多个情况的组合而成，例如工作环境温度、电网输入电压、输出负载等。如果某工作条件在市场上发生的概率在10100之间，则应作为产品的典型工作区。例如，就工作的时间而言，当在该
5、条件下的工作时间累计在10100时（一年中工作在该条件下的时间累计起来为36365天之间），应作为典型工作区。建议在产品设计时，依据已有的经验或根据调研，来评估市场可能发生的工作条件，并确定产品的典型工作条件，若产品开发设计时不能确定产品在市场上可能遭遇到的典型工作条件，则以标称工作范围的最大值代替。例如：若无法确定市场产品可能遭遇到的典型工作电压，则以产品产品规格书里面的最高工作电压作为典型工作电压。如果产品在典型工作条件下的降额裕量不够，会直接导致市场产品的高失效率，因此在该条件下的降额要求最严格。B.短时稳态工作区(简称“B区”) 是指我司产品规格书中所规定范围内，且在市场上可能遭遇到的
6、最恶劣的并持续较长时间的工作条件。如果某工作条件在市场上发生的概率在110，则应作为产品的短时稳态工作区。例如，就工作时间而言，当在该条件下的工作时间累计比例在110时（一年中工作在该条件下的时间累计起来在3.6天36天之间），则应作为短时稳态工作区。建议在产品设计时依据已有的经验或根据调研来评估市场可能发生的工作条件并确定产品的短时稳态工作条件，若不能确定，则以加严原则进行处理，以标称工作范围的极限值作为产品的短时稳态工作条件。例如：最低工作电压/最高环境温度/输出满载的组合工作条件。相对于产品典型工作区，产品短时稳态工作区发生的概率明显较低，因此其降额要求相对宽松一些，但由于其工作条件相对
7、恶劣，同样应该严格满足其降额，否则也会导致产品的高失效率。C. 极限瞬态工作区(简称“C区”) 是指我司产品规格书中所规定范围内，且在市场上可能遭遇到的短暂的（持续时间非常短）的工作条件。例如：开机启动、输入欠压、OCP过流保护、OVP过压保护、电源负载跳变（如空载到满载，空载到短路，半载到满载等等）、输入跳变、电源所允许的短时过载等。如果某工作条件在市场上发生的概率低于1，则应作为产品的暂态（瞬态）极限工作条件。例如，就工作时间而言，当在该条件下的工作时间累计比例低于1（一年中工作在该条件下的时间累计起来小于3.6天），则应作为暂态（瞬态）极限工作条件。相对于产品的短时稳态工作区，产品的暂态
8、（瞬态）极限工作区发生的概率更低，因此其降额要求也更宽松（不得超过器件允许的极限值），但产品在暂态或瞬态的极限工作条件下，器件所遭受的应力可能要大很多，器件很容易遭受到过应力而失效，因此在产品设计和测试过程中，必须耐心地寻找这些可能发生的最坏应力（可以依靠经验的不断积累）并满足相应的降额要求。各产品线应该考虑本产品线以往的市场应用经验，或对产品的市场工作条件进行详细调查后对本产品线通用的典型工作区、短时稳态工作区、瞬态（暂态）工作区的进行具体划分，测试部根据产品线通用的典型工作区、短时稳态工作区、瞬态（暂态）工作区对器件应力进行测试查检。对于本产品线市场应用条件特殊的新开发产品，如果本产品线通
9、用的产品工作区域不合适，必须在产品规格书里定义本产品特殊的典型工作区、短时稳态工作区、瞬态极限工作区。测试部依据产品规格书定义的特殊的产品区域进行相应的器件白盒应力测试。7 偏离降额的说明只有在某些特殊的情况下，允许产品设计时其器件偏离本降额规定使用，但前提是必须保证产品的可靠性，并且必须按照严格的流程并出具相关的偏离降额分析报告。返回目录 第二部分 应力降额及关键用法规范内容 返回目录第一章 低压电器类器件1.1 接触器降额与关键用法规范器件应力考核点：线圈额定电压，主触头额定电压，主触头额定电流1.1.1 器件简述接触器结构组成：磁系统，触头系统，灭弧系统，释放弹簧机构，辅助触头，基座。基
10、本原理：利用电磁原理，通过控制回路可动衔铁的运动来控制主电路的通断。接触器分类：线圈工作电压是交流的，主电路工作电压是交流或直流，都称为交流接触器；线圈工作电压和主电路工作电压都是直流的，称为直流接触器；线圈工作电压是直流，而主电路工作电压是交流，称为直流操作交流接触器，这样分是为了突出线圈的控制电压，严格上讲，这类接触器归为交流接触器。目前，很多厂家生产的接触器，其线圈工作电压是交、直流两用的，这类都归为交流接触器。 接触器的使用范围很广，电气自动化领域中都用到上述三种接触器，设计开发过程中的选用要根据系统要求而定。本降额规范适用于上述三种接触器。1.1.2 器件常见失效模式及降额点选取说明
11、由于主回路接触电阻及线圈电阻的存在，接触器工作，触头和线圈都要发热，器件的失效与温升过高有很大关系。常见的失效模式有（1）电流过大，温度升高，金属材料的机械强度会有下降，触头接触电阻变大，出现拉弧、熔焊；（2）温升过高，有机绝缘材料将会变脆，老化加速，且绝缘性能下降，增加了线圈匝间短路的可能性；（3）频繁起动、分断过电流，出现拉弧、熔焊。所以在实际应用中，接触器需要降额使用，降额点是线圈工作电压、主触头工作电压和工作电流。1.1.3 器件应力限制1.1.3.1 线圈工作电压应力考核点产品工作区域降额要求备注线圈工作电压A.典型工作区交流接触器：85%110%Us直流接触器：85%120%Us参
12、考厂家资料B.短时稳态工作区C.瞬态极限工作区注：Us-线圈额定电压； 1.1.3.2 主触头工作电压应力考核点产品工作区域降额要求备注主触头工作电压A.典型工作区交流接触器 105%触点额定电压直流接触器 120%触点额定电压可参考厂家资料B.短时稳态工作区C.瞬态极限工作区交流接触器：AC2500V，50Hz，1min；直流接触器：AC1000V，50Hz,1min 或 DC1200V，1min 不分断电流1.1.3.3 主触头工作电流1 交流接触器（1） 接触器负载是AC1，AC2，AC3（AC4重感负载情况，须与厂家沟通），正常使用情况；应力考核点工作状态产品工作区域降额要求备注主触头
13、工作电流吸合分断状态A.典型工作区吸合过程: I6Ie分断过程: I100%IeON-t-OFF-t-ON循环，时间间隔t6s参考厂家资料B.短时稳态工作区C.瞬态极限工作区维持状态A.典型工作区IIth不分断电流B.短时稳态工作区C.瞬态极限工作区(1)Ie630A，则I8Ie，时间10s(2)Ie630A，则I6Ie，时间10sI 接触器主触头工作电流Ie接触器额定电流Ith接触器约定自由空气发热电流（2） 接触器主触头两极、三极并联使用时：两极并联：降额系数为1.6；三极并联：降额系数为2.5应力考核点工作状态产品工作区域降额要求备注主触头工作电流吸合分断状态A.典型工作区吸合过程: I
14、6Ie并(或参考厂家资料)分断过程: IIe并ON-t-OFF-t-ON循环，时间间隔t6sB.短时稳态工作区C.瞬态极限工作区维持状态A.典型工作区IIth并不分断电流B.短时稳态工作区C.瞬态极限工作区(1)Ie并630A，则I8Ie并，时间10s(2)Ie并630A，则I6Ie并，时间10sIe并 - 并联额定电流值（额定电流乘以降额系数）Ith并 并联约定自由空气发热电流（发热电流乘以降额系数）2 直流接触器主触头工作电流必须满足下表：应力考核点工作状态产品工作区域降额要求备注主触头工作电流吸合分断状态A.典型工作区吸合过程: I6Ie分断过程: I95%Ie可参考厂家资料B.短时稳态
15、工作区C.瞬态极限工作区维持状态A.典型工作区I100%Ie不分断电流B.短时稳态工作区C.瞬态极限工作区(1)Ie630A，则I8Ie，时间10s(2)Ie630A，则I6Ie，时间10sI 接触器主触头工作电流注：Ie:环境基准温度为40，在某一负载类别下的触点额定电流。在此基础上，环境温度每升高或降低10，接触器主触头工作电流减少或增加5%，不能超过接触器的允许的最高工作温度，其降额要求为：最高工作环境温度5。高温降额供参考，具体以厂家资料为准。1.1.4 接触器关键用法序号关键用法名称要求内容查检结果列表A交流高压起动，直流低压维持某产品中实际使用的交流接触器，线圈施加交流电压起动，后
16、切换至较低的直流电压来维持，目的减少功耗，降低发热量，但需要自行设计电压切换回路。经过市场多年的大量应用，无不良反馈，证明这种用法是可靠的，可在新产品的开发中允许这样使用。不同型号差别大，业界无统一数据，需要具体型号具体确定；符合不符合NAB系统软起动，接触不分断负载电流在AC3类负载下，系统有软起动，接触器不接通、不分断负载电流，只起承载电流作用，则可按AC1类选用，不需要考虑降额（AC-1类负载为纯阻性或弱感性负载，主触头工作电流要比AC3类大）；在短时稳态工作区， 必须要考虑温升，不能超过标准规定。符合不符合NAC辅助触点小信号用法工作电流不需要降额，但最小负载必须大于厂家资料注明最小负
17、载。如果资料没有注明最小电流，则触点最小电流不能小于额定电流1%，触点切换电压应大于5V。如果1%额定电流不能满足要求，可要求厂家触点镀金。对小于10V/10mA的小信号，则要求使用镀金或相应耐氧化性强的触头。符合不符合NAD高频应用常用接触器的使用频率为50Hz或60Hz，当分断电流频率高于此条件时，优选带灭弧装置的接触器，同时，必须与厂家索取相关降额数据；符合不符合NAE防护等级防护等级为IP20的接触器，不能用于灰尘环境，当用于灰尘环境时，应该使用防护等级为IP50以上的接触器；符合不符合NAF低温应用及注意问题进口-25，国内-5，低于这个温度时为低温应用；当使用环境温度低于厂家承诺值
18、时，必须与厂家沟通约定，厂家试验或第三方试验认可。低温注意问题：塑胶材料变硬、变脆及外形收缩、尺寸变小，可能会造成受力开裂，机构卡滞，开关不能正常工作；一是要厂家承诺，二是产品应当在低温启动增加加热器；符合不符合NAG安装方向接触器推荐安装方向为水平方向，允许角度偏差是300，应用到其他安装方向时，必须参考厂家资料； 符合不符合NAH线圈浪涌吸收回路线圈属于感性负载，断开瞬间会产生的比较高的电压浪涌，实际应用中，需要考虑增加线圈浪涌吸收回路：直流线圈并二极管保护，交流线圈加RC吸收电路或压敏电阻进行保护符合不符合NA 返回目录1.2 低压断路器降额与关键用法规范器件应力考核点：额定电压，额定电
19、流，分断能力1.2.1 器件简述低压断路器分为框架断路器（Air Circuit Breaker,简称ACB）、塑料外壳式断路器（国际上通称 Moulded Case Circuit Breaker, 简称MCCB）和小型断路器（国际上通称 Miniature Circuit Breaker, 简称MCB）三大类。小型断路器主要对终端负载和导线进行保护,塑壳断路器是对终端负载前一级的设备进行保护。低压断路器的结构组成：过载脱扣器、短路脱扣器、灭弧装置、触头及外壳、接线端子。在正常情况下，低压断路器的触头能接通和分断额定电流；当电路发生过载情况时，双金属元件因过载电流而产生变形、弯曲，碰顶断路器
20、的脱扣杆，使断路器跳闸；当电路发生短路时，短路电流会使过电流脱扣器的衔铁被吸合，带动脱扣杆，使断路器迅速跳闸，断开电路。塑料外壳式断路器(MCCB)、小型断路器(MCB)、马达保护断路器、漏电流保护断路器、液压电磁式断路器均适用于本规范。对于框架断路器，由于辅助功能齐全，可靠性高，基本实现定时限和反时限，降额要求主要厂家资料为准，兼顾参考本规范。1.2.2 器件常见失效模式及降额点选取说明低压断路器是靠动、静触头的接触来完成电路导通的。电路导通后，由于接触电阻的存在，触头及接线端子发热，使断路器温度升高。如果长期处于较高温度下，断路器金属材料的机械强度下降，绝缘材料老化、变脆，绝缘性能下降，触
21、头的电接触性能明显下降（一是因为温度过高会加剧触头表面的氧化，造成接触电阻变大；二是因为动、静触头间的弹性压紧力变小，接触电阻变大，导通电流能力下降）。这些都可能造成触头无法正常断开，甚至出现拉弧、熔焊现象。此外，较高的工作温度也增加了断路器误跳的可能。所以在实际运行中，为了提高可靠性，断路器需要降额使用。断路器是电路中的动作保护器件，降额点的选取是工作电压、工作电流及短路极限分断能力。1.2.3 器件应力限制1.2.3.1 工作电压应力考核点产品工作区域降额要求备注工作电压A.典型工作区105%Un可参考厂家相关资料B.短时稳态工作区C.瞬态极限工作区AC2500V，1min不分断电流注：U
22、n：额定电压。额定电压不同，对应断路器分断能力不同，但额定电流可以不变。 对于交流断路器用于直流情况下，必须要参考厂家相关资料。1.2.3.2 工作电流(1)小型断路器，热磁式塑壳断路器，马达保护断路器，漏电保护断路器(漏电流部分不需要降额)，液压电磁式断路器，过载保护器，热磁式框架断路器；应力考核点产品工作区域降额要求工作电流A.典型工作区I95%InB.短时稳态工作区参考器件资料中的时间电流特性曲线，横坐标指电流I或电流倍数，纵坐标为脱扣时间，t是过载电流时间；(1)小型断路器，马达保护断路器，漏电保护断路器、液压电磁式断路器，过载保护器：t小于时间-电流特性曲线上电流I对应时间的90%(
23、2)塑壳断路器,框架断路器t小于时间-电流特性曲线上电流I对应时间的75%C.瞬态极限工作区参考器件资料的时间-电流特性曲线,t小于时间-电流特性曲线上电流I对应时间的50%（2）电子式塑壳断路器，电子式框架断路器及其他时间整定准确的电子式保护断路器，由于脱扣时间整定非常准确，可以不考虑时间降额：下图为断路器的时间-电流特性示意图注：In(t)-热态脱扣电流 I(t)冷态脱扣电流In-额定电流，是断路器在一定基准温度下的整定数值。一般小型断路器的基准温度是30，塑壳断路器是40。在断路器降额之前，确认厂家资料规定基准温度值。若环境温度高于基准温度，工作电流必须考虑温度降额，若厂家无另行规定，则
24、降额要求是：环境温度每增加或减少10，工作电流将减少或增加10%。断路器实际工作最高环境温度不能超过器件规定的最高环境温度，降额要求是：最高工作环境温度-5。1.2.3.3 最大短路电流应力考核点产品工作区域降额要求备注最大短路电流A.典型工作区100%分断能力ON-t-OFF-t-ON循环时，时间间隔t3minB.短时稳态工作区C.瞬态极限工作区注：分断能力，对小型断路器是指额定分断能力；对塑壳断路器是指极限短路分断能力，它是与工作电压对应的一个值。对线路产生的最大预期短路电流，一般是计算值，必须要小于断路器对应工作电压下的分断能力。1.2.4 断路器关键用法序号关键用法名称要求内容查检结果
25、列表A交流断路器直流场合应用建议在直流系统中尽量使用直流断路器；把交流用作直流场合时，额定电压AC 230/400V的交流断路器，电压降额为：单极DC60V，两极串联110V，同时应与生产厂家沟通，索取相关应用数据符合不符合NAB上进线与下进线问题电流在使用有明确标识上进线与下进线的断路器时，如果实际使用条件为下进线，则分断能力必须考虑降额，并向生产厂家索取相关应用数据；符合不符合NAC辅助/报警触点小信号用法工作电流不需要降额，但最小负载必须大于厂家资料注明最小负载。如果资料没有注明最小电流，则触点最小电流不能小于额定电流1%，触点切换电压应大于5V。如果1%额定电流不能满足要求，可要求厂家
26、触点镀金。对小于10V/10mA的小信号，则要求使用镀金或相应耐氧化性强的触头。符合不符合NAD热磁式断路器高频应用额定频率为50Hz或60Hz，当分断电流频率高于此条件时，额定电流必须要考虑降额，具体应用数据要与厂家沟通。符合不符合NAE低温应用及注意问题进口-25，国内-5，低于这个温度时为低温应用；当使用环境温度低于厂家承诺值时，必须与厂家沟通约定，厂家试验或第三方试验认可。低温注意问题：塑胶材料变硬、变脆及外形收缩、尺寸变小，可能会造成受力开裂，机构卡滞，开关不能正常工作；一是要厂家承诺，二是产品应当在低温启动增加加热器；符合不符合NAF电动操作范围及分励脱扣器涉及用到电动储能合、分闸
27、操作的断路器，如果操作电压在厂家资料有明确规定，则按厂家数据执行，如果没有，则按标准要求，操作电压范围为85110%Us，不考虑降额。符合不符合NAG欠电压脱扣器电压范围说明如果电压范围在厂家资料有明确规定，则按厂家数据执行，如果没有，则按标准要求，欠电压范围为： 35%70%Us，欠电压脱扣器使断路器跳闸；U 35%Us 时，断路器不能闭合，不考虑降额。（Us欠电压脱扣器标称额定电压）符合不符合NAH断路器特性匹配问题A特性：用于需要快速（无延时）脱扣的使用场合，较低的故障电流值，故障电流通常是23 In；B特性：用于需要较快速度脱扣且短路电流不是很大的小型断路器使用场合，如二次回路保护，故
28、障电流通常是35 In；C特性：适用于大部分的电气回路，可以避过5In/0.1s的短时峰值电流，短路动作电流是510In；D特性：可以避过很高的峰值电流10In/0.1s，如变压器件的一次侧保护，短路动作电流10In以上；符合不符合NAI汇流排温升环境温度下允许温升：铜65K，塑料外壳50K,最高工作温度不能超过塑料壳耐温等级符合不符合NAJIEC与UL开关根据使用产品安规认证需要，UL认证产品选用UL开关，欧洲和中国选用IEC开关；两者差异电压等级和分断能力不同；符合不符合NA返回目录 1.3 刀开关降额与关键用法规范器件应力考核点：工作电压，工作电流 1.3.1 器件简述隔离器是将电路中的
29、电流通路切断，并保持有效的隔离距离，起着隔离电源的作用的一种开关电器。隔离器有一定的载流能力，一般属于无载通、断电器，只能接通或分断“可忽略的电流”；兼有开关作用的隔离器称为隔离开关，它具备一定的短路接通能力，依靠手动或电动机储能操作；而有较强耐受过载、短路电流能力的隔离开关，则隔离负荷开关；刀开关是一种结构简单的手动电器，能通断较小的工作电流，可作为照明设备和小型电动机作不频繁动作电源开关用。当刀开关带有灭弧罩时，也可以接通分断额定电流。隔离器、刀开关类，均不带电路保护功能，不能自动切断电路。 隔离器、刀开关及类似功能开关，适用于本降额规范。1.3.2器件常见失效模式及降额点选取说明隔离器（
30、隔离开关）、刀开关比较常见的失效是触头烧损、表面氧化而造成接触不良。通常厂家给出的最高使用环境温度是40，若实际温度超过此数值，必须要降额。降额点是工作电压、工作电流、短时耐受电流和过载能力。1.3.3 器件应力限制1.3.3.1 工作电压应力考核点产品工作区域降额要求备注工作电压A.典型工作区105%Un参考厂家资料B.短时稳态工作区C.瞬态极限工作区AC2500V，1min不接通电流注：Un：额定电压。1.3.3.2 工作电流应力考核点产品工作区域降额要求备注工作电流A.典型工作区95%InB.短时稳态工作区1.6In（时间小于1h）C.瞬态极限工作区10In（时间小于1S）参考厂家资料短
31、时耐受电流 注：In-额定电流。通常厂家给出的额定电流是在40下的数值，若温度增加（或减少）10，额定工作电流应该相应减少（或增加）5%。隔离开关实际工作最高环境温度降额要求是：最高环境温度-5。1.3.4刀开关关键用法序号关键用法名称要求内容查检结果列表A辅助触点小信号用法工作电流不需要降额，但最小负载必须大于厂家资料注明最小负载。如果资料没有注明最小电流，则触点最小电流不能小于额定电流1%，触点切换电压应大于5V。如果1%额定电流不能满足要求，可要求厂家触点镀金。对小于10V/10mA的小信号，则要求使用镀金或相应耐氧化性强的触头。符合不符合NA B低温应用及注意问题进口-25，国内-5，
32、低于这个温度范围时，认为低温应用，当使用环境温度低于厂家承诺值时，必须与厂家沟通约定，厂家试验或第三方试验认可。低温注意问题：塑胶材料变硬、变脆及外形收缩、尺寸变小，可能会造成受力开裂，机构卡滞，开关不能正常工作；一是要厂家承诺，二是产品应当在低温启动增加加热器；符合不符合NAC辅助触头匹配问题带有脱扣器连动杆的辅助触头，是断路器的标准匹配附件，不是隔离开关的标准配附件，所以不适合用于隔离开关，禁止非标应用。符合不符合NA D隔离开关、刀开关与负荷-隔离开关的区别隔离开关、刀开关不允许进行接通、分断电流操作；负荷-隔离开关可以接通、分断额定电流以下的电流；隔离开关、刀开关与负荷-隔离开关均不能
33、接通、分断过载电流和短路电流符合不符合NA 返回目录1.4 电源小开关降额及关键用法规范器件应力考核点：工作电流，工作电压，工作环境温度1.1.1 器件简述电源小开关在我司是指电流在安培级的低压开关，体积小、功率密度较大。我司常用的是船形开关，还有拨动开关、指示开关等，它们均适用此规范。开关的引脚通常是接插型，少数是焊接型，全用铜材，大部分开关的引脚表面有镀层；开关的触头通常是镀银或银合金；壳体部分大部分都是塑胶件。开关的工作条件与塑胶材料的耐压性、耐温性关系密切。1.1.2 器件常见失效模式及降额点选取说明一般厂家在产品技术参数描述中会给出开关的额定电压、额定电流、工作环境温度范围三个关键值
34、。电压在电气安规中是最基本的要求之一，它是器件绝缘性、电气介电强度的综合体现。电压到一定值时，开关就会漏电，再高就电击穿，即电压失效；开关在使用时，因有几处电连接，如触头的通断、引脚与外围的连接。上述这些连接处存在接触电阻，当工作电流流经接触处时，便会产生热能，从而引起导体温度上升，电流越大、发热越多、导致温升愈高。当温度到一定值时，开关壳体就开始变型失效。选取电压、电流作和工作温度为降额点，能即简单扼要、又较全面体现开关的实际工作能力。1.1.3 器件应力限制1.1.3.1 工作电压工作电压应满足下表要求：应力考核点产品工作区降额要求最高工作电压A.典型工作区115%额定电压B.短时稳态工作
35、区C.极限瞬态工作区另外，额定250VAC开关使用的工作电流小于额定电流20%时，可用于60VDC以下。1.1.3.2 工作电流工作电流必须满足下表：应力考核点产品工作区降额要求工作电流A.典型工作区85%额定电流B.短时稳态工作区150%额定电流（承载状态）C.极限瞬态工作区1.1.3.3 工作环境温度应力考核点产品工作区降额要求工作环境温度A.典型工作区厂家资料的最高工作温度B.短时稳态工作区C.极限瞬态工作区1.1.5 关键用法在电路设计时需要重点考虑下表中的通用设计要求。这部分内容在降额及关键用法查检表中进行查检，查检结果为下表“查检结果列表”的某一项。“NA“代表不需要，仅供参考。
36、序号关键用法名称要求内容查检结果列表A小信号用法大部分开关的触头通常是镀银或银合金，银表面易产生氧化膜和硫化膜，当负载条件过低时，触头不能完可靠导通，如果资料没有注明最小电流，则触点最小电流不能小于额定电流1%，触点切换电压应大于5V。如果1%额定电流不能满足要求，可要求厂家触点镀金。符合不符合NAB电连接处的温升电连接处的温升：开关与电缆的连接大多采用快速端子进行连接，接点处存在一定的接触电阻，电流通过时会产生热量，发热严重时会引起塑胶软化和变形，因此，需控制连接端子处的温升不应超过45。符合不符合NAC低温应用当开关使用环境温度低于低于-20或厂家承诺值时，必须与厂家沟通约定，厂家试验或第
37、三方试验认可。符合不符合NA返回目录1.5 信号小开关降额及关键用法规范器件应力考核点：工作电流，工作电压，工作环境温度1.2.1 器件简述信号小开关在我司是指电流在毫安培级的低压开关，特点是体积小。我司常用的是DIP开关、启停开关、微型拨动开关等，它们均适用此规范。开关的引脚通常是焊接型，大部分铜材引脚的表面镀锡，也有镀银和镀金的。开关的触头通常是镀金。壳体部分大都是胶件。开关的工作条件与塑胶材料的耐压性、耐温性关系密切。1.2.2 器件常见失效模式及降额点选取说明一般厂家在产品技术参数描述中会给出开关的额定电压、额定电流、工作环境温度范围三个关键值。电压在电气安规中是最基本的要求之一，它是
38、器件绝缘性、电气介电强度的综合体现。电压到一定值时，开关就会漏电，再高就电击穿，即电压失效；开关在使用时，因有几处电连接，如触头的通断、引脚与外围的连接。上述这些连接处存在接触电压，当工作电流流经接触处时，便会产生热能，从而引起导体温度上升，电流越大、发热越多、导致温升愈高。当温度到一定值时，开关壳体就开始变型失效。选取电压、电流和工作温度作为降额点，能即简单扼要、又较全面体现开关的实际工作能力。1.2.3 器件应力限制1.2.3.1 工作电压工作电压应满足下表要求：应力考核点产品工作区降额要求最高工作电压A.典型工作区115%额定电压B.短时稳态工作区C.极限瞬态工作区1.2.3.2 工作电
39、流工作电流必须满足下表：应力考核点产品工作区降额要求工作电流A.典型工作区85%额定电流B.短时稳态工作区150%额定电流（承载状态）C.极限瞬态工作区1.1.3.3 工作环境温度应力考核点产品工作区降额要求工作环境温度A.典型工作区厂家资料的最高工作温度B.短时稳态工作区C.极限瞬态工作区1.2.5 关键用法在电路设计时需要重点考虑下表中的通用设计要求。这部分内容在降额及关键用法查检表中进行查检，查检结果为下表“查检结果列表”的某一项。“NA“代表不需要，仅供参考。 序号关键用法名称要求内容查检结果列表A小信号用法信号开关的触头表面通常采用镀金，但受到体积方面的限制，触头的压力不能做得太大，
40、虽然金的接触电阻稳定，当负载条件过低时，触头不能可靠导通，因此，开关的工作电压不应低于5V DC/AC（有效值），工作电流不应小于0.1mA，更低的应用条件，需要与厂家确认。符合不符合NAB低温应用当开关使用环境温度低于低于-20或厂家承诺值时，必须与厂家沟通约定，厂家试验或第三方试验认可。符合不符合NA返回目录1.6 熔断器降额及关键用法规范器件应力考核点：工作电压；工作电流；I2T；最大短路电流； 1.3.1 器件简述熔断器的作用主要是过流保护，是在电路发生故障情况下，熔断切断电路，避免故障扩大。其原理是：当电流流过熔断器时，熔断器内金属熔体发热，当电流小于额定电流时，熔体的温度低于熔点；
41、当电流大于额定电流，熔体温度超过熔点而导致融化。1.3.2 器件常见失效模式及降额点选型说明在正常工作情况下，熔断器应可靠工作，不能熔断，这需要电流、冲击电流等不大于熔断器的承受能力，需要一定的降额；而在故障情况下，熔断器应该安全、可靠分断，这需要故障时电压、最大短路电流等不大于熔断器的额定值。1.3.3 器件应力限制1.3.3.1 工作电压熔断器熔断后两端电压必须满足下表：应力考核点产品工作区降额要求工作电压A.典型工作区110%额定电压B.短时稳态工作区C.极限瞬态工作区交流熔断器与直流熔断器一般不能相互替代，当交流保险用在直流上时，额定电压应降额50%使用，如250VAC的交流保险可用于
42、125VDC线路中；当时间常数不超过15ms时，直流最大使用电压不超过额定的75%，如700VAC的交流保险可用于525VDC系统中。1.3.3.2 工作电流工作电流有效值必须满足下表（环温不超过40度）：应力考核点产品工作区降额要求工作电流（UL规格）长期工作（连续工作超过4小时）75%额定电流单次连续工作不超过4小时， 100%额定电流，单次连续工作不超过0.5小时， 135%额定电流（单次允许连续工作小时查厂家资料）注1工作电流（IEC规格）长期工作（连续工作超过4小时）95%额定电流单次连续工作不超过4小时，间隔时间125%额定电流单次连续工作不超过0.5小时，间隔时间160%额定电流
43、（单次允许连续工作小时查厂家资料）注1注1：参考厂家的电流-时间特性曲线，典型的曲线如下图：当熔断器使用的环境高于40度，需要考虑温度对额定电流的影响，进行额外降额。不同类型的熔断器降额不同；通常对于慢熔断类型熔断器，环境温度每升高10度，需要再降额1.5%；对于快熔断类型熔断器，环境温度升高10度，降额1%。对于持续时间小于60S的过载电流，半导体熔断器可以根据产品的时间电流曲线进行降额，最大过载电流应该小于60%It，It是从时间电流曲线上查得的，过载持续时间t对应的熔断电流。1.3.3.3 I2T为了保证脉冲电流不熔断熔断器，脉冲电流的I2T必须满足下表：应力考核点产品工作区降额要求I2tC.极限瞬态工作区30%额定融化I2T（10000次）38%额定融化I2T（1000次）1.3.3.4 最大短路电流在任何的情况下，熔断器的实际短路电流应小于其分断能力：应力考核点产品工作区降额要求最大短路电流C.极限瞬态工作区100分断能力1.3.5 熔断
