电子保险丝：升温到更高电流的应用
文章：Bill Schweber
在许多设计情况下，对电子保险丝进行认真考虑到代替经典的热装置是有意义的。
作为一名谨慎的模仿工程师，我一直喜欢传统的热基熔断器，并且由于活跃的组件，电子保险丝（也被写入电子保险丝或efuses）令人怀疑。毕竟，在可靠性方面，简单几乎总是更好，并且没有任何功能更简单，而不是热熔丝。我并不是要在技术上诋毁他们，因为他们实际融入了先进的材料科学和技术;这是他们的功能很简单。
面对它：标准保险丝做了一件事，它做得很好，并在给定的一套规范内以完全定义和不可变的方式进行。你不能搞砸他们，因为他们没有给你任何钩子或掌握来抓住它们（图1）。如果指定适当的保险丝参数 - 当前评级，时间滞后，材料，物理尺寸 - 你真的不会出错。我知道，每个人都有他们的故事，当保险丝没有做它应该做的事情，但这些仍然是罕见的异常值;一个有趣的英语怪癖：虽然“熔断器”在过电流上打开，“熔断器”意味着加入两种材料。
图1这些是用于热熔丝的三种常用的原理图符号;这两端无源部件的原理图和功能都很简单，这是主要的美德。来源：quora.com.
然而，热熔丝有几个缺点，从反应所需的时间开始。根据与阈值相比的过电流值，它可能需要几十毫秒到几十秒的反应和打开电路。在当今的低压设计中，过电流通常是适度的值，因此保险万博投注网址丝反应时间可能太慢保护敏感电路。此外，标准保险丝必须在打开之后物理替换，这是许多（但不是全部）应用中的缺点。
概念上，电子保险丝是一个简单的电路，提供了一种具有独特优点的电流限制和截止的替代方法，因为它测量电流但不依赖于在线元件的热加热和随后的开路。它是由多种模拟组件构建的：精密电流检测电阻，一个具有精确缩放电阻的放大器，用于捕获和“在电阻上的电压”增加“电压，比较器电路在预设值下为”开关“，以及MOSFET允许/打破正在监视线路中的当前流量的路径（图2.）。
图2.典型电子保险丝的基本框图显示了其明显的简单性和易于连接。来源：德州仪器
电路功能相当简单。通常，选择电阻值，使得其上的电压降在最大电流的50到100 mV之间。电子保险丝连接在电源轨（或电源）和要保护的负载之间。要监视的电流通过电阻，并被电流读出放大器（CSA）检测并缩放该电阻器两端的电压。
虽然可以从各个组件构建电子保险丝，但大多数用户都是选择基于IC的基于IC的电子熔丝，其中包含包括FET的所需电路（图3.）;有些甚至有内部检测电阻。其他基于IC的电子保险丝还包括其他功能和功能，如用户可编程欠压锁定，过压钳位和自动重试，以及可以通过外部组件设置的启动时间。最后一个功能可用于在启动和热插拔操作期间保持控制的急流电流，因此它们在该应用程序中广泛使用。
图3.具有附加功能的电子保险丝通过简单的外部无源组件进行编程;其他E-Fuses合并添加功能和功能。来源：德州仪器
我的初始对电子保险丝感是它们在较低的电流/电压电路中的作用，就可以到目前为止。我并不自信，他们将适合需要承销商实验室（UL）和国际电工委员会（IEC）认证的高档应用，其中热熔丝是一种完全接受的保护手段。
这就是为什么我对来自德州仪器的刚刚发表的注释感兴趣，“efuse：安全认证及其原因。“本说明讨论了电子保险丝如何适合UL / IEC认证过程，以及为什么它们适合在正确的条件下。这些认证要求如此复杂，有这么多的条款，任务，例外和规则，即任何知识渊博的建议是非常欢迎的，以及任何允许您在过程中跳过一步的组件是一件好事。
简要说明对这些规定解释了E-Fuses的INS和OUT，并且还提醒我的意思是，它很容易忽视：保险丝防止过流情况以及他们对系统和人们构成的风险。它们不是用于高压保护，即使我们可能无意识地将“危险”与交流线电压为120 / 240V，并且大量的当前的AC线可以提供。TI注意列出了批准的电子保险丝，可在6 A - 显然不线电压下高达4.5至60V，但仍有大量的电流和双数电压。对高压事件的保护不是保险丝的任务;相反，这是MOVS，SPARK间隙和其他组件的作用。
与热熔熔丝相比，E-Fuses具有不同的差异，这些差异是有益的：当故障清除时，准确的电流限制，更快的反应时间，以及自修复和恢复连接的能力（取决于选择电子保险丝型号）。在许多设计情况下，对e-fuse来说，以代替经典的热装置来说是有意义的。
尽管如此，电子保险丝远远超过一个简单，极其可靠，有限的功能热熔丝;这是一个活跃的设备，尽管是一个简单的设备。也许有些设计需要电子保险丝万博投注网址加上热熔熔丝，以获得最大的信心，作为一种“皮带和悬挂器”的方法。
但这表明设计师是谨慎和谨慎的，或者设计缺乏对失败分析和后续保护方案的信心？您对高级应用中使用电子保险丝的看法是什么？
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