從以前到現在保險絲和聚合物開關(可重置保險絲和聚合物保險絲)被廣泛用作產品的安全組件防止各種電子設備過熱和著火,兩者都是利用焦耳熱的保護裝置由超過額定電流的電流產生,這些被稱為傳統保險絲.如果是玻璃管保險絲和尖端電流保險絲,則內置金屬部件會熔斷,如果是多晶矽開關,由於導電聚合物的熱膨脹.電阻值迅速增加,從而防止因中斷或限制電流而使電路受到保護和設備損壞.但兩者都存在動作電流精度低,開斷電流大等缺點.尚不清楚,並且由於使用焦耳熱,需要時間來保護.另一個缺點是保險絲熔斷金屬一旦工作就會不可逆轉地斷裂,就需要更換保險絲本身.
eFuse IC(電子保險絲)透過切斷保險絲,解決了上述傳統保險絲的各種缺點.MOSFET 開關通電. 它可以像傳統保險絲一樣使用,並且還可以提供利用IC實現過流以外的各種保護功能.我們開發了TCKE800/805/812系列作為eFuse IC,陣容包括自動重試類型(Auto retry類型),在每個系列中斷一定時間後自動嘗試恢復,以及鎖存器類型(Latch類型),透過外部訊號恢復. 除過流外,還內建過壓(TCKE800系列除外),短路,過熱保護功能(OTP),突波電流抑制功能(轉換速率控制)和反向電流預防功能,有效保護電路和設備.本篇將介紹 TOSHIBA eFuse IC 的應用、使用、操作和主要特性.
首先先跟各位說明什麼是efuse,如圖一所示efuse的使用範例提供給各位參考.東芝的 eFuse IC 整合了各種高性能,高精度的保護功能,這是普通產品無法實現的.傳統的保險絲,與使用分立被動元件或多個IC組合實現的功能相比,這種獨特的優勢有助於提高質量,透過減少組件數量來降低成本,並透過減少安裝區域,該產品還可以有效降低維護成本和維修所需的恢復時間,因為它可重複使用.
東芝的 eFuse IC 還提供高速短路保護,高精度過流保護,高精度過壓箝位,反向電流阻斷功能,轉換速率控制和熱關斷,這些都是傳統的保險絲所沒有的功能.此外,東芝eFuse IC已獲得國際安全標準（IEC 62368-1）認證表彰他們對簡化穩健設計和低成本維護(包括維修和保養)的貢獻
圖一:使用efuse範例(註一:Basic usage and functions of eFuse IC Application Note )
接下來接介紹TOSHIBA efsue的周邊電路如圖二所示,將電源連接到輸入端子 VIN.在正常工作期間,幾乎與 VIN 電壓相同的電壓透過內部MOSFET從輸出端VOUT輸出.如果電流突然減小,例如短路或過電流保護時,可能會出現高尖峰電壓.由於連接到輸入/輸出端子的接線等電感元件的反電動勢而產生eFuse IC,導致 eFuse IC 損壞並造成損壞.在這種情況下,在輸入側,輸出側產生負尖峰電壓.設計電路板時,請參考TOSHIBA設計範例,使 eFuse IC 輸入側和輸出側的電線長度為盡可能短.另外,GND佈線面積應盡可能寬,以降低阻抗. CIN 的功能是抑制輸入產生的正尖峰電壓的峰值. 尖峰電壓的峰值VSPIKE和cIN的電容值有以下關係.可以理解,尖峰電壓可以透過以下方式降低增加 CIN.
eFuse IC(電子保險絲)透過切斷保險絲,解決了上述傳統保險絲的各種缺點.MOSFET 開關通電. 它可以像傳統保險絲一樣使用,並且還可以提供利用IC實現過流以外的各種保護功能.我們開發了TCKE800/805/812系列作為eFuse IC,陣容包括自動重試類型(Auto retry類型),在每個系列中斷一定時間後自動嘗試恢復,以及鎖存器類型(Latch類型),透過外部訊號恢復. 除過流外,還內建過壓(TCKE800系列除外),短路,過熱保護功能(OTP),突波電流抑制功能(轉換速率控制)和反向電流預防功能,有效保護電路和設備.本篇將介紹 TOSHIBA eFuse IC 的應用、使用、操作和主要特性.
首先先跟各位說明什麼是efuse,如圖一所示efuse的使用範例提供給各位參考.東芝的 eFuse IC 整合了各種高性能,高精度的保護功能,這是普通產品無法實現的.傳統的保險絲,與使用分立被動元件或多個IC組合實現的功能相比,這種獨特的優勢有助於提高質量,透過減少組件數量來降低成本,並透過減少安裝區域,該產品還可以有效降低維護成本和維修所需的恢復時間,因為它可重複使用.
東芝的 eFuse IC 還提供高速短路保護,高精度過流保護,高精度過壓箝位,反向電流阻斷功能,轉換速率控制和熱關斷,這些都是傳統的保險絲所沒有的功能.此外,東芝eFuse IC已獲得國際安全標準（IEC 62368-1）認證表彰他們對簡化穩健設計和低成本維護(包括維修和保養)的貢獻
圖一:使用efuse範例(註一:Basic usage and functions of eFuse IC Application Note )
接下來接介紹TOSHIBA efsue的周邊電路如圖二所示,將電源連接到輸入端子 VIN.在正常工作期間,幾乎與 VIN 電壓相同的電壓透過內部MOSFET從輸出端VOUT輸出.如果電流突然減小,例如短路或過電流保護時,可能會出現高尖峰電壓.由於連接到輸入/輸出端子的接線等電感元件的反電動勢而產生eFuse IC,導致 eFuse IC 損壞並造成損壞.在這種情況下,在輸入側,輸出側產生負尖峰電壓.設計電路板時,請參考TOSHIBA設計範例,使 eFuse IC 輸入側和輸出側的電線長度為盡可能短.另外,GND佈線面積應盡可能寬,以降低阻抗. CIN 的功能是抑制輸入產生的正尖峰電壓的峰值. 尖峰電壓的峰值VSPIKE和cIN的電容值有以下關係.可以理解,尖峰電壓可以透過以下方式降低增加 CIN.
L IN：輸入端有效電感分量（H），I OUT：輸出電流（A）
V SPIKE：產生的尖峰電壓峰值（V），V IN：正常工作時的電源電壓（V )
圖二:TOSHIBA efsue的周邊電路(註一:Basic usage and functions of eFuse IC Application Note )
東芝 eFuse IC 建議 CIN 和 COUT 使用 1 μF,在大多數情況下,這個容值足夠有效. 如果 eFuse IC 輸入端的瞬態電壓超過絕對最大額定值，TOSHIBA建議連接 TVS 二極體（ESD保護二極體）在輸入端子和GND之間.對於輸出端產生的負尖峰電壓,可以連接SBD(肖特基二極體)來防止輸出端產生負尖峰電壓.低於 GND 的電位.SBD 不僅可以有效保護 eFuse IC,還可以有效保護 IC 和設備連接到負載側.將SBD與GND作為陽極連接在eFuse IC的輸出端和接地.如上所述,對於 eFuse IC,建議使用 TVS 二極體和 SBD,因為它們可以提供更強大的保護功能.
圖三為添加TVS二極體和SBD後的外圍電路圖提供給各位參考.
圖三:添加TVS二極體和SBD後的Efuse周邊電路(註一:Basic usage and functions of eFuse IC Application Note )
以上就是TOSHIBA Efuse的基本介紹和周邊線路簡介, 下一篇我們將有更多的TOSHIBA efsue介紹.