對小型電子熔斷器檢測平臺建設(shè)需求的探討

張 寧

(貴州省機(jī)械電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院科技部,550081)

0 引言

進(jìn)入新世紀(jì)后，隨著電子產(chǎn)品的數(shù)碼化、微型化、薄型化加速，小型熔斷器不斷的有新技術(shù)、新產(chǎn)品問世，陸續(xù)有不同熔斷速度和耐脈沖能力的許多品種推向市場。由于小型熔斷器的快速發(fā)展，如何把好小型熔斷器產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)已經(jīng)成了一個重要的的問題。以下本文就由此提出相應(yīng)的創(chuàng)新需求。

1 電子熔斷器現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢分析

1.1 電子熔斷器現(xiàn)狀

中國小型熔斷器行業(yè)的真正發(fā)展始于上世紀(jì)80年代，改革開放帶來了經(jīng)濟(jì)的騰飛，從彩電、冰箱等家用電器開始的電子工業(yè)大發(fā)展也帶動了小型熔斷器的發(fā)展步伐，采用國際標(biāo)準(zhǔn)、吸引外資進(jìn)入、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和鼓勵產(chǎn)品出口等措施推動了小型熔斷器的快速發(fā)展，特別是隨著中國世界工廠架構(gòu)的逐漸形成，無論是數(shù)量還是金額都在全球占了相當(dāng)重要的地位。在推動全球科技進(jìn)步，和適應(yīng)不斷更新?lián)Q代的信息產(chǎn)品發(fā)展過程中起到一定的基礎(chǔ)支撐作用。

在現(xiàn)代高科技電子產(chǎn)品特別是電腦周邊、網(wǎng)絡(luò)周邊、主機(jī)板、手機(jī)、數(shù)碼像機(jī)、攜帶式電子產(chǎn)品（MP3、MP4、PDA、P-DVD、游戲機(jī)）、GPS 、SET-BOX、POS等數(shù)碼或終端電子產(chǎn)品,以及對體積要求較小的電池保護(hù)板、電源轉(zhuǎn)換器、適配器、逆變器等，尤其在航天產(chǎn)品等軍事領(lǐng)域采用熔斷器作為相間短路和過載保護(hù)裝置已相當(dāng)普遍，因其結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、安裝方便、動作可靠等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。由于片式熔斷器應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大，促使市場競爭激烈和價格大幅度下降，而價格的下降又推進(jìn)了片式熔斷器的更多應(yīng)用，當(dāng)今全世界小型熔斷器的生產(chǎn)和應(yīng)用市場已有近50%在大中華地區(qū)，包括中國大陸和港臺的熔斷器企業(yè)也紛紛加入片式熔斷器產(chǎn)品的經(jīng)營和生產(chǎn)，逐步打破了原來外資企業(yè)一統(tǒng)天下的局面。

1.2 小型熔斷器發(fā)展趨勢

由于電子整機(jī)迅速向輕薄化方向發(fā)展，微型化、高速度、智能化、個人化、集成化是個人電腦、汽車電子、醫(yī)療電子、消費類電子等電子整機(jī)產(chǎn)品發(fā)展的六大趨勢。同時，電子整機(jī)的工作的頻率不斷提高的需求：電子整機(jī)的工作頻率由中波——短波（60～70年代））——高頻——超高頻（80～90年代））——微波——毫米波——光波（21世紀(jì)），促使熔斷器從材料、結(jié)構(gòu)與尺寸、引出端形式等等發(fā)生了很大的變化（與工作頻率和互連工藝相適應(yīng)）。電子元器件的技術(shù)發(fā)展趨勢，是由電子整機(jī)發(fā)展要求來決定的，并由此決定了熔斷器產(chǎn)品必須向片式化、微型化、高頻化發(fā)展，以適應(yīng)整機(jī)發(fā)展的需求。

2 現(xiàn)有檢測能力的不足

熔斷特性是小型熔斷器的重要技術(shù)指標(biāo)，熔斷特性主要包括電壓降、熔斷電流、熔斷時間等參數(shù)，測量方法主要依據(jù)GB/T 9364.1-1997《小型熔斷器 第1部分：小型熔斷器定義和小型熔斷體通用要求》、GB/T 9364.4-2006《小型熔斷器 第4部分：通用模件熔斷體》,熔斷器進(jìn)行電壓降的測試是熔斷器的基礎(chǔ)測試。根據(jù)測試結(jié)果進(jìn)行遞減排序后,然后可進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的其他測試。需用以下設(shè)備：“時間/電流特性測試設(shè)備”，“示波器”，“電壓降測試儀”和利用設(shè)備智能電量測量儀以及可編程電源、微歐表、智能保險絲測試儀等。但隨著熔斷器往小型化、片式化的發(fā)展，用傳統(tǒng)儀器設(shè)備檢測需要另外配備專用的夾具、傳感器等。原始檢測手段落后，并且手工檢測存在著速度慢、不能批量檢測的不足，在生產(chǎn)量大的時候，會存在很多問題。

3 建設(shè)檢測平臺的探討

3.1 建設(shè)檢測平臺的必要性

從以上分析可以看出小型熔斷器很快得到推廣應(yīng)用并發(fā)展到很多品種。發(fā)展前景廣闊，尤其在軍事領(lǐng)域使用，可想而知對熔斷器產(chǎn)品的質(zhì)量要求一定會很高。檢測是電子產(chǎn)品研發(fā)及生產(chǎn)制造中不可或缺的部分，對于熔斷器來說同樣如此，但因缺乏有效的檢測方法手段和要求也是國內(nèi)熔斷器產(chǎn)業(yè)，不能向高端產(chǎn)品發(fā)展的制約因素之一。只有在產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)同時進(jìn)行各種性能檢測才能盡早發(fā)現(xiàn)可能存在的問題并及早采取預(yù)防及補(bǔ)救措施，否則在產(chǎn)品定型后再發(fā)現(xiàn)問題，就會造成巨大的損失或?qū)е滦庐a(chǎn)品的研發(fā)失敗。隨著熔斷器的普及越來越廣，未來我省以及全國將會出現(xiàn)更多的熔斷器產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)和經(jīng)銷商，為了正確引導(dǎo)消費，促進(jìn)該類產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展維護(hù)消費者權(quán)益，把好我省及國內(nèi)市場準(zhǔn)入關(guān)，規(guī)范熔斷器產(chǎn)業(yè)市場，建設(shè)一個高層次、高水平的熔斷器檢測服務(wù)平臺成為行業(yè)的迫切需求。

由于“國家電子基礎(chǔ)元器件質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心”在貴州的建立，熔斷器目前國家還沒有專門的檢測機(jī)構(gòu)對熔斷器的電性能和安全性能進(jìn)行驗證，更加需要國家級的檢測服務(wù)平臺，貴州省機(jī)械電子產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院作為國家電子基礎(chǔ)元器件質(zhì)量檢驗中心的籌建單位，有必要也有能力開展熔斷器的檢測方法研究，依托建立起來的公共檢測服務(wù)平臺，為貴州熔斷器產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出強(qiáng)大的支持和貢獻(xiàn)。以國檢中心為平臺，不僅可以服務(wù)貴州，更能輻射西部乃至全國，積極響應(yīng)國家西部大開發(fā)號召，符合國家十二五規(guī)劃的戰(zhàn)略部署。更重要的是，為了規(guī)范產(chǎn)業(yè)發(fā)展，避免重復(fù)投資，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展之初就規(guī)劃建設(shè)一個以資源共享、服務(wù)行業(yè)的開放式檢測技術(shù)平臺極為重要。

3.2 檢測平臺的檢測能力要求

3.2.1 主要應(yīng)具有的檢驗?zāi)芰Γ和ㄟ^檢測平臺的建設(shè)，并利用該平臺建設(shè)的契機(jī)引進(jìn)高端人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，引進(jìn)或開發(fā)綜合測試系統(tǒng)，購置高端精密儀器設(shè)備，改變現(xiàn)有檢測能力簡單的手工檢測存在的速度慢、不能批量檢測的不足，充分提高自動化檢測能力。例如：通過引進(jìn)或開發(fā)所構(gòu)建的系統(tǒng)可以進(jìn)行熔斷器的兩個重要參數(shù)的自動測試:電壓降測試和時間/電流特性測試。對于涵蓋80mA～100A的大電流測試范圍,采用三種不同量程的精密電阻及霍爾傳感器進(jìn)行電流測量;對于最低3ms的熔斷時間,采用電阻,霍爾傳感器及數(shù)據(jù)采集卡取樣進(jìn)行測試。其中電源由直流電源及直流負(fù)載串聯(lián)組成。數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣,使用LabVIEW設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面,可以給出系統(tǒng)電路圖及詳細(xì)程序框架圖。系統(tǒng)能夠滿足電壓降測試和時間/電流特性測試大電流,高精度,自動化的要求。系統(tǒng)并具有設(shè)計簡單明了,便于操作人員直觀管理和控制該系統(tǒng)。

a)進(jìn)入主界面，選擇測試項目，即電壓降測試或者時間/電流特性測試。

b)選擇電壓降測試

c)輸入生產(chǎn)廠名稱或者代碼，產(chǎn)品參數(shù)，測試電流。

d)設(shè)定直流電源電壓及電流，設(shè)定直流負(fù)載模式為CC（即恒定電流模式），

設(shè)定測試電流。根據(jù)輸入的測試電流接通相應(yīng)的繼電器，導(dǎo)通相應(yīng)的電流測試元件。程序控制數(shù)據(jù)采集卡的I/O 端口接通，繼電器R1接通，接通直流負(fù)載，MOS管K1保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，整個測試電路為通路。

e)電流測試電路工作，從數(shù)據(jù)采集卡讀到測試電流，與設(shè)定電流進(jìn)行比較，如果在設(shè)定值的±1%范圍內(nèi)，則判定合格，超過±1%，則進(jìn)行調(diào)節(jié)，繼續(xù)比較，直到符合要求。

f)電路電流符合要求后，計時開始，在一定的測試周期后，計時結(jié)束，從數(shù)據(jù)采集卡讀取測試電壓值，一分鐘后再次取值，判定兩次取值的變化率是否在

2%范圍內(nèi)，是的話第二次取值為測試結(jié)果；否則一分鐘后繼續(xù)測試，直到符合 2%的要求。

g)斷開數(shù)據(jù)采集卡的 I/O 端口，繼電器 R1 斷開，直流負(fù)載斷路，中斷測試電路。

h)軟件判定并處理測試結(jié)果。

i)進(jìn)入時間/電流特性測試。

j)輸入生產(chǎn)廠名稱或者代碼，產(chǎn)品參數(shù)，測試電流。

k)設(shè)定直流電源電壓及電流，設(shè)定直流負(fù)載模式為CC（即恒定電流模式），

設(shè)定測試電流，數(shù)據(jù)采集卡的I/O 端口接通，繼電器接通，接通直流負(fù)載，

MOS 管 K1 保持接通狀態(tài)。

l)斷開 K1，記錄下電流測試元件的電流變化情況。

m)通過軟件判定熔斷時間，并判定是否合格。

3.2.2 信息系統(tǒng)要求：該系統(tǒng)利用智能儀器的通訊功能，將若干儀器與計算機(jī)通過專用儀器通訊接口組成計算機(jī)測量系統(tǒng)，不僅提高了工作效率，降低了人為讀數(shù)誤差，并且可對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行更進(jìn)一步的分析。然后在利用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，建設(shè)“貴州省熔斷器檢測服務(wù)平臺”網(wǎng)站，通過互聯(lián)網(wǎng)共享平臺建設(shè)成果，動態(tài)發(fā)布貴州省乃至全國、全世界的熔斷器產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，包括新技術(shù)、新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)、新檢測方法、產(chǎn)業(yè)質(zhì)量狀況等信息，為行政執(zhí)法、政府決策等提供依據(jù)；另外，通過互聯(lián)網(wǎng)共享平臺內(nèi)的儀器設(shè)備（尤其是價值高的大型儀器設(shè)備和高精尖儀器設(shè)備），避免重復(fù)投資，提高儀器設(shè)備利用率，為貴州以及全國熔斷器產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供良好的服務(wù)和環(huán)境。

4 結(jié)束語

由于小型熔斷器不斷有新技術(shù)、新產(chǎn)品問世，面臨熔斷器產(chǎn)品的迅速發(fā)展，規(guī)范熔斷器產(chǎn)業(yè)市場，提升現(xiàn)有檢測能力，建設(shè)一個高層次、高水平的熔斷器檢測服務(wù)平臺極為重要。

[1]標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 9364.1-1997《小型熔斷器 第1部分：小型熔斷器定義和小型熔斷體通用要求》

[2]標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 9364.4-2006《小型熔斷器 第4部分：通用模件熔斷體》

[3]標(biāo)準(zhǔn)：IEC60 127《小型電流保險絲管》

[4]閆和平.常用低壓電器應(yīng)用手冊[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

[5]劉光文.常用低壓電器及電氣標(biāo)準(zhǔn)[M].成都:電子科技大學(xué)出版社,1994