应该了解的关于eFuse电子保险丝的技术知识!
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热保险丝作为一种基本的电路保护器件,已经成功使用了150多年。热保险丝有效、可靠、易用,具有各种不同的数值和版本,能够满足不同的设计目标。然而,对于寻求以极快的速度切断电流的设计人员来说,热保险丝不可避免的缺点就是其自复位能力,以及在相对较低的电流下的工作能力。对于这些设计人员来说,电子保险丝(通常用eFuse或者e-Fuse表示)是一种很好的解决方案,有时还可以取代热保险丝,但通常是对热保险丝功能的补充。
eFuse基于一个简单概念,即通过测量已知电阻器上的电压来检测电流,然后在电流超过设计限值时,通过场效应晶体管 (FET) 切断电流。eFuse具有热保险丝无法实现特性、灵活性和功能。
本文将介绍电子保险丝的工作原理。然后,探讨有源电路保险丝的特点、附加功能及如何有效使用。
eFuses如何工作?
传统热保险丝的工作原理简单可靠,为人熟知:当通过易熔连接部分的电流超过设计值时,该元件就会被充分加热而熔化。这样,电流路径被切断,电流归零。根据保险丝的额定值、类型以及过电流的大小,热保险丝可在几百毫秒到几秒内作出响应并断开电流通路。当然,和所有的有源和无源元器件一样,对于这个原理简单的纯无源器件来说,也会有很多变化、细节和遮蔽运行可供选择。
相比之下,电子保险丝的工作原理则截然不同。电子保险丝具有一些相同的功能,但也增加了不同的新功能和新特性。eFuse的基本概念同样很直接:负载电流通过FET和一个检测电阻器,并通过该检测电阻器上的电压进行监控。当该电压超过预设值时,控制逻辑会断开FET并切断电流路径。FET与电源线和负载串联,必须具有非常低的导通电阻,因此不会引起过大的电流电阻 (IR) 降或功率损失。
选择eFuse:功能和应用
选择电子保险丝时需要考虑一些基本参数。很显然,首要考虑因素是保险丝动作时的电流水平。电流水平通常为从1安培(A)以下到10A左右,以及保险丝能够耐受的最高端子电压。对于一些电子保险丝来说,电流水平是固定的,而对于其他器件来说,其电流水平可由用户通过外部电阻器设置。其他选择因素包括响应速度、静态电流、尺寸(封装)以及所需外部辅助元器件的数量和类型(如有)。此外,设计人员还必须考虑不同的电子保险丝型号可能具有的任何附加特性和功能。
eFuse使用有源电路而非易熔连接部分来切断电流,用于帮助设计人员满足快速切断、自复位和低电流条件下可靠运行等要求。电子保险丝还能具有各种保护功能,以及可调转换率。因此,这类器件是工程师的电路和系统保护器件包的重要补充。
如上所述,电子保险丝可以取代传统的热保险丝,尽管在许多情况下只是用于局部保护并采用热保险丝作为补充。与传统的热保险丝一样,许多电子保险丝也通过了安全相关功能的认证,从而扩大了通用性和适用性。