传统的玻璃管保险丝和片式保险丝会被过电流加热,使得导电的熔断体熔化,但这往往需要几秒钟才能实现物理熔断。可重复使用的聚合物开关需要几百毫秒到几秒钟才能保护其免受过电流产生的影响,因其采用了PTC[注1],其中电阻因热膨胀而迅速增加。
另一方面,电子保险丝/熔断器(eFuse IC)是一种半导体开关。由于在半导体电路中检测到错误,并且MOSFET开关立即关断电流通路,因此以前所未有的高速保护了该电路。除了可重复使用以外,短路保护的速度是150ns(典型值),这比传统保险丝快了大约100万倍。
[注1] PTC:正温度系数
电子保险丝/熔断器 东芝eFuse IC |
可恢复式保险丝 (聚合物开关) |
片式保险丝 |
玻璃保险丝 |
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保护方法 |
通过MOSFET管开关来关断 |
通过增加电阻来限制电流 |
熔断导电的熔断体 |
熔断导电的熔断体 |
保护速度 |
150ns(典型值) |
几百毫秒到几秒钟 |
几秒钟 |
几秒钟 |
重复使用 |
可以 |
可以 |
不可以 |
不可以 |
eFuse IC基于半导体集成电路,不仅提供简单的关断功能,而且还提供了多种内置保护功能。主要功能包括短路保护、过压钳位(OVP)[注2]、过流钳位(OCP)[注2]、过热保护、浪涌电流抑制、反向电流阻断等,并且符合IT/AV设备安全标准IEC62368-1的组件标准。
本文介绍了短路保护作为保险丝的基本功能和产品线分类(过压钳位/恢复操作类型)。
[注2] OCP:过流保护 OVP:过压保护
短路保护功能将防止负载因某些错误而发生短路时电流过大。东芝eFuse IC具有超高速电路技术,在短路发生后以150ns(典型值)快速关断电流,这大大有助于设备的稳健设计。与传统保险丝不同的是,它们不会因一次短路而损坏,可重复使用,这就降低了维护成本和缩短了维修所需的恢复时间。下图显示了当TCKE812提供12V电源,输出电压突然短路时的仿真波形。
TCKE8xx系列产品线具有过压钳位电压和恢复操作类型。
过压钳位电压根据系统电压设置以防止对负载施加过电压。产品TCKE805的钳位电压设置为6.04V(典型值),产品TCKE812的钳位电压设置为15.1V(典型值)。如果不需要过压钳位功能,则可使用不具有此功能的产品TCKE800。
恢复操作类型是从保护操作恢复到正常操作的方法,共有两种类型(自动重试型和锁存型)。自动重试型将尝试自动恢复,直到问题得到解决。另一种类型是,当启用过热保护时,锁存型将进行锁闭,并且在消除错误原因后利用外部控制信号进行恢复。
* UVLO:欠压锁定
见以下链接。