<span style='color:red'>电子保险丝</span>选型要点全解析
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电子保险丝选型要点全解析

　　即便是不起眼的保险丝，也不可避免地受到技术进步的冲击，以往简单的玻璃管保险丝正逐步被功能更强大、更先进的智能电子保险丝(eFuse)所取代。　　电子保险丝与传统保险丝的区别　　尽管变化很大，但保险丝的基本功能始终如一。保险丝始终都是保护电路免受过电流影响的保护器件，无论过电流是数百安培，还是仅仅几毫安。通常情况下，采取的保护措施是将电路与电源断开。对于传统保险丝来说，这意味着保险丝会熔断，需要实际更换保险丝。而电子保险丝则是通过半导体开关来断开连接，因而可以进行复位，而且通常能够自动复位。　　传统保险丝仅仅依靠其中的熔丝来决定何时断开负载(又称“熔断”)，而电子保险丝的“熔断”特性是可以改变的，最常见的方式是在一个专用引脚上连接一个外部电阻器。然而，要理解电子保险丝的“熔断”机制，需要考虑的因素远不止流过器件的电流。　　电子保险丝选择要点　　首先要了解电子保险丝的热特性，因为热特性可能会有很大差异。在大电流通过的情况下，热应力是许多系统常见的故障原因，并且随着器件尺寸不断减小，这种现象愈发普遍。　　任何器件(包括电子保险丝)的热性能都与其物理尺寸和结构有关。在大多数设计中，半导体结与周围环境空气之间存在多层结构，热量必须穿过这个“热阶梯”才能散发出去。　　热量的传递需要时间，因此与短脉冲相关的热量会全部留在器件内部。在许多电子保险丝中(具体取决于热容)，持续时间超过10毫秒的脉冲所产生的部分热量会传递至封装，然后开始向周围环境空气或器件所在的PCB散热。　　通过分析稳态电流，可根据热阻抗(ºC/W)、环境温度和最高结温来确定电子保险丝的RDS(ON)。据此，设计人员能够计算出特定器件的工作极限。　　接下来，通过施加不同持续时间的大电流脉冲来评估电子保险丝的动态性能。由此可以推导出(并绘制出)热阻抗随脉冲持续时间变化的曲线。　　一般来说，脉冲持续时间越短，热阻抗越低，而RDS(ON)和芯片尺寸等参数将决定这些较短脉冲下阻抗曲线的形状。对于持续时间较长的脉冲(热量有时间在器件中扩散)，PCB对曲线形状的影响会更大。诸如更多的层数、更厚的铜层以及散热焊盘等特性，都会改变曲线的形状。　　虽然特性表征的方法是一致的，但必须针对每个具体应用分别进行，以考虑各种可变因素(例如PCB)。只有这样，并且清楚了解电流脉冲的幅度和持续时间，才能为特定应用选择正确的电子保险丝。　　尽管这种特性表征很有用，但在实际应用中，需要将阻抗与时间之间的曲线转换为电流与时间之间的曲线。为此，必须知道RDS(ON)和 ∆t(芯片温度的可接受变化量)。　　根据这些曲线，可快速轻松地确定在给定结温(Tj)上升情况下脉冲的最大持续时间。当然，良好的设计实践要求留出一定的安全裕度，而这需要根据每个应用的具体情况来确定。　　最后要考虑的是任何会承载电流且电流会流经电子保险丝的导线。所使用的参数是“电流平方x时间”，即I2t。对于传统保险丝，这个参数通常被定义为一个固定值，并且会与保险丝的标称电流一起给出。　　然而，这种直线方式人为地限制了性能，实际上电流越低时，线束能够承受更长的时间。因此，电子保险丝的跳闸点通常会遵循一条曲线，以便更好地发挥系统的性能。　　采用这种曲线方式可以使系统元件的尺寸更符合所需的性能要求，同时还能节省空间、减轻重量并降低成本。
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发布时间：2025-03-18 09:12 阅读量：235 继续阅读>>
安森美：克服传统保护器件的局限性，<span style='color:red'>电子保险丝</span>在汽车和工业应用中的优势
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安森美：克服传统保护器件的局限性，电子保险丝在汽车和工业应用中的优势

　　在现代汽车和工业应用中，可靠性至关重要。从汽车域控制器，到工业应用中的计算机数控等产品，无论最终产品是简单还是复杂，如果不能保证可靠性，就很可能损害制造商的声誉。此外，还需要考虑保修维修的成本，甚至是召回产品的成本。　　然而，电子电路总归都会出现故障，可能是由于外部影响，也可能是由于组件随时间推移性能下降而引起。因此，根据良好的设计实践，建议采用电路保护器件，以确保将故障的影响降至最低。本文将为大家介绍标准电路保护器件的局限性，以及如何利用电子保险丝改进设计。　　最常见(且成本最低)的电路保护形式就是普通的保险丝。此类保险丝通常基于熔点温度较低的金属丝或薄金属带。保险丝通常被插入电源供电线路中，超过额定电流时，保险丝中产生的热量会使金属丝/金属带熔断，从而使电路与电源断开连接。　　这种断开通常不是瞬时的，保险丝“熔断”所需的时间与故障电流大小成反比。如果电流仅略高于保险丝额定值，它可能会继续通过一段时间，从而影响供电轨，导致电路故障或损坏。　　保险丝的使用并不方便，一旦保险丝熔断，就需要更换(通常需要由用户进行更换)。如果用户使用了错误的额定值，则会构成火灾风险。　　对于电路保护，还可以使用其他器件，如正温度系数 (PTC) 热敏电阻。这些安装在PCB上的器件电阻会随着温度升高而增加，从而限制电流流动。只要过流不太大(否则PTC热敏电阻将变为开路)，随着电流的减小，温度将会下降，并恢复正常运行。　　虽然不再需要更换保险丝，但PTC热敏电阻是非线性的，而且鉴于其工作原理，不适用于宽温度范围的应用。　　电子保险丝　　电子保险丝(也称 eFuses，此术语由安森美在首次推出此类器件时创造)是当今提供基本的电路保护功能以及许多附加功能的一种替代方案。通常，它们能够提供过流(包括短路)、过压、反向电流和过热保护。　　尽管这些创新器件有许多应用领域，但它们通常用于热插拔情况，或者经常出现电源故障的场景。此外，还可用于极有可能发生负载故障的应用，或需要限制浪涌电流的系统。　　使能引脚与高精度电流控制机制相结合，使该器件融合了负载开关和保险丝的功能，成为现代配电架构中负载点控制系统的基本构建模块。　　电子保险丝的主要优势在于灵活性和自动复位功能，无需用户进行干预。作为智能器件，这些额外特性使电子保险丝能够在系统中实现更多功能，而不仅限于过压/过流保护(电子保险丝在这些方面表现出色)。　　例如，许多电子保险丝都包括power good(“PGOOD”)引脚，可以与系统控制器配合使用，精确地按序导通供电轨。一些电子保险丝还包括三态引脚，可用于确保同时导通和关断多个供电轨。　　电子保险丝能够检测反向电流(传统保险丝无法实现)，因此在需要ORing的冗余电源应用中非常有用。此外，也适用于在系统关断后需要大容量电容保持电荷的情况，通常用于限制启动时的浪涌电流。　　在许多应用中，电容(或容性负载)可能会带来挑战，导致较大的涌入电流，从而可能损坏元件或PCB线路。电子保险丝可以提供多种功能来帮助设计人员解决这一问题，例如自恢复或限制浪涌电流，使电容以受控方式充电。　　作为智能器件，电子保险丝可以监测温度、电压和电流，并将数据传递给系统控制器。这在检测故障早期预警信号时尤为有用。　　汽车应用中的电子保险丝　　随着越来越多的技术被应用到汽车中，为确保可靠运行和防止损坏，对于电路保护的需求也随之增加。电路保护在汽车中尤为重要，因为电池的电流能力足以破坏精密的电子元件。　　电子保险丝通常用于子系统(例如抬头显示器或信息娱乐系统)的电力线中，以便在发生故障时断开和关闭这些系统。　　在部分位于车辆外部的系统中，外部元件损坏可能会导致短路，从而损坏内部电路。例如车载资讯系统，其外部LNA和GPS天线通过电子保险丝连接，以保护车内电路。　　如果将车辆系统划分为不同区域，则可以在系统内级联电子保险丝，提供整体保护以及子系统保护。　　例如，在先进驾驶辅助系统 (ADAS) 域控制器中，可以在电源和主系统之间连接主保险丝，而次级保险丝可以用于保护系统外设，如外部安装的超声波停车辅助传感器单元。　　现代汽车中的线束是一个复杂的子系统。一旦车辆组装完成，线束的更换成本高且操作困难，因此保护至关重要。线束连接着许多耗电设备(风扇、车窗电机、空调、其他执行器)。通常在这些系统前会使用保险丝，从而保护线束免受过大电流的影响。　　最新电子保险丝技术示例　　安森美NIV(S)3071是一款60VDC、65VTR的电子保险丝，将四个独立通道集成到单个5.0mmx6.0mm封装中，每个通道可支持高达2.5A的连续电流(共10A)。每个通道的RDSon值仅为80mΩ，确保将电子保险丝内的能耗降至最低。　　所有通道都具备可配置电流限制，其他功能包括输出电压箝位、指示故障的数字标志、可配置的电流动作时间以及固定的1ms软启动。　　NIV3071能够在-40ºC到+150ºC的结温 (TJ) 范围内工作，并提供2kV的ESD保护，非常适用于要求苛刻的汽车应用，包括12V和48V。　　NIV(S)4461是一款电子保险丝，可在工业自动化、电信、计算等应用中提供过流、欠压和浪涌电流保护。该器件可支持电压高达360V的连续电流。　　该器件的显著特点包括低电阻(典型 RDSon=39mΩ)和快速动作时间。该器件还包括可编程电流限制 (21-157A)、欠压和可调摆率控制。用户可配置的功能包括闩锁和自恢复。　　NIV(S)4461采用DFNN1024封装，尺寸仅为3.0mmx3.0mm。它采用行业标准引脚布局，符合UL2367和IEC62368标准。　　总结　　电路保护是现代设计的重要组成部分，能够确保电路和系统可靠性，并在发生故障或意外情况时最大程度地减少损坏。　　尽管传统保险丝提供了一定程度的保护，但现代电子保险丝具备更高的精度、更大的灵活性和更广泛的功能集，显著提高了保护水平。
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发布时间：2023-12-14 13:22 阅读量：1825 继续阅读>>
矽力杰推出车规级<span style='color:red'>电子保险丝</span>SA21816
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矽力杰推出车规级电子保险丝SA21816

　　矽力杰车规级电子保险丝SA21816是一款功能丰富的紧凑型电源开关，集成欠压、过压、过流、过温等保护功能。SA21816可提供双向电流控制，可防止系统中的负载侧储能流回故障电源总线，可广泛适用于汽车信息娱乐系统，ADAS摄像头和雷达传感器，USB集线器，电源多路复用及保持电源管理。　　芯片简介　　SA21816电子保险丝电源开关是一款功能丰富的紧凑型电源管理器件，其宽输入工作电压范围可实现对很多常用直流总线电压的控制。　　SA21816可提供双向电流控制，防止系统中的负载侧储能流回故障电源总线。SA21816可提供负载、电源和器件保护可编程特性，包括过流，输出电压斜率和过压、欠压阈值。为了实现系统状态监视和下游负载控制，SA21816提供电源正常、故障和精密电流监测输出，其精确的可编程欠压和过压阈值模式简化了系统电源管理设计。SA21816可监测输入电压和输出电压，提供真正的反向电流阻断，可在输出端发生电池短路故障期间为电源总线提供过压保护支持。　　●   AEC-Q100Grade 1 认证　　●   2.7~18V宽输入电压范围，最高耐压 21V　　●   极低导通电阻: 46mΩ(典型值)　　●   0.6~5.3A 可调限流点　　●   IMON电流指示器输出　　●   极低静态电流: 130μA(典型值)　　●   反向电流阻断　　●   可编程dVo/dt控制　　●   电源正常和故障输出
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发布时间：2023-09-13 10:34 阅读量：1483 继续阅读>>

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