Новый уровень защиты цепей - электронный предохранитель (e-fuse)

Защита разработанных схем, которые инженеры создали своим "кровью, потом и слезами", является осознанной необходимостью. Она должна интегрироваться как основная характеристика и функция самой разработки.

Предохранители являются адекватной защитой для большинства разработанных схем и многих приложений. В данном обзоре мы рассмотрим характеристики электронного предохранителя (e-fuse), который разработан компанией Texas Instruments.

Что представляет собой защита цепи?

Защита цепи должна обладать следующими характеристиками:

• Защита от короткого замыкания
• Ограничение тока
• Горячая замена
• Плавное включение
• Электронный прерыватель цепи
• Горячее включение
• Контроль пускового импульса
• Ограничение мощности нагрузки
• Максимальная защита по напряжению (OVP)
• Ограничение FET SOA (т.е. защита самого защитного устройства)
• Защита от обратного тока (ORing)

Первые семь из вышеуказанных характеристик присущи электронному предохранителю от компании Texas Instruments.

Соблюдение нормативов

Защитное устройство, как указывалось выше, необходимо использовать для удовлетворения нормативов технических характеристик, таких как IEC/UL60950, IEC/UL60730 и многих других.

Европейские агентства по стандартизации первыми спрашивают о наличии электронного предохранителя для приборов, поскольку стандартные предохранители являются слишком медленными, вызывают затухание, оставляют нагрузку без питания после срабатывания и являются неточными.

Даже не принимая во внимание требования агентств, которые принуждают использовать безопасные методы разработки, разработчики сами хотят предотвратить возможный пожар, минимизировать ущерб путем быстрой изоляции повреждения и предотвратить разрядные помехи по шине питания. Источник питания, коннекторы, силовые FET-транзисторы и нагрузка должны иметь адекватную защиту.

Разработка схемы защиты для вашего устройства

Хороший разработчик не только проверит созданную схему и тщательно ее протестирует, чтобы убедиться, что она удовлетворяет всем спецификациям в отношении температуры и других окружающих условий, но и предусмотрит необходимость установки защитного устройства, такого как стандартный предохранитель, полимерный, самовосстанавливающийся предохранитель (Polyfuse) или может быть электронный предохранитель (e-fuse).

Электронный предохранитель

Электронный предохранитель является больше активным, чем пассивным устройством защиты цепи, который обеспечивает ограничение пускового тока, предотвращает повреждение при обрыве нагрузки или отключении входного источника, и имеет внутренний FET-транзистор для управления током нагрузки. Электронный предохранитель также обеспечивает фиксированную или регулируемую защиту по напряжению (OVP), регулируемое время нахождения в неисправном состоянии и/или ограничение тока, гарантирует управление сигнальными лампами для таких состояний как Fault-Неисправность, PG (Power good - Корректность уровня выходного напряжения), и многих других, предоставляет контроль максимальной скорости нарастания выходного напряжения при включении, управляет индикатором выходного тока нагрузки, защитой на стороне коннектора источника или нагрузки, или выполняет другие функции.

Что представляет собой электронный предохранитель?

TPS2592 электронный предохранитель

Типичная схема включения

Некоторые применения электронного предохранителя

Электронные предохранители могут использоваться в следующих промышленных приложениях - Enterprise class и m-sata SSD (твердотельные накопители), SAS (последовательный SCSI), HDD (жесткие диски), шасси сервера хранения данных, телеприставки, Интернет ТВ, DVD плееры и другие устройства.

Диаграмма "время срабатывания – ток" для обычного плавкого предохранителя по сравнению с электронным предохранителем

Неточности во времени и ограничения срабатывания приводят к необходимости использования более мощных источников электропитания.

Сравнение самовосстанавливающегося предохранителя с электронным предохранителем

К тому же самовосстанавливающиеся предохранители (PTC устройства) имеют уменьшенные номинальные и максимально допустимые значения.

Более подробная информация указана на веб-сайте компании Texas Instruments.

Оригинал статьи

Теги:

• Перевод
• Texas Instruments