Toshiba eFuse TCKE8xx系列應用

当电流超过额定值时,传统的熔断器将通过焦耳热熔化内置合金部件来保护电路和防止设备损坏。然而,这些熔断器的缺点是:分断电流不确定,熔断时间慢,以及由于单个过电流破坏而需要进行更换。与传统熔断器不同,eFuse IC具有高速电流中断功能,因为当电流过大时,内置MOSFET会关闭。此外,它不会被单一过电流破坏,可重复使用。它的优点在于它可以结合各种保护功能,比如过电压保护。可以有效地降低维护成本和维修恢复时间。

東芝推出「TCKE8xx系列」eFuse積體電路(IC),可支援電源線電路保護所需的各種功能。eFuse IC的最顯著特點是可以重複使用,使用其內部電路來關閉電源線,可以重設並重新使用,另一大優點是,eFuse IC消除了複雜的電路設計和眾多元件,與採用分立元件提供的保護功能相比,它採用更少的元件和更小的面積,從而實現更為簡單的電路設計。TCKE8xx系列透過將過電流檢測精度提高到超出物理熔斷器的水準,實現高度可靠的電路保護。由於eFuse IC還具有電流鉗和電壓鉗以防止過電流和過電壓,因此即使在施加的過電流或過電壓過大的情況下,它們也可以透過將電壓和電流箝在指定值來保護電路並維持電源。其過熱和短路保護功能可在極端過熱或意外短路的情況下立即關閉,進而發揮電路保護作用。這些組合特性使該產品有助於保護伺服器和筆記型電腦等電子設備,近年來,這些電子設備已被用來應對越來越高的耐受電壓和電流。該產品系列提供兩種類型的產品:自動重試類型,允許eFuse自動恢復自身電路;以及鎖存型,透過外部信號恢復。客戶可以根據自身需求和設備尺寸選擇合適的eFuse IC產品。



應用場合

  • 電源線電路保護

(伺服器、固態硬碟(SSD)、筆記型電腦、遊戲機,以及擴增實境和虛擬實境設備等)

特點

  • 過流極限精度:±11%,Ta=-40至+85℃、ILIM=4.38A時
  • 高速短路保護:tFastOffDly=150ns(典型值),Ta=-40至+85℃時
  • 高輸出電流:IOUT=0至5.0A
  • 緊湊的薄封裝:3.00×3.00mm(典型值),t=0.75mm(最大值)

快速短路保护

        短路保护功能将防止电源线或负载因某些错误而发生短路时电流过大。东芝eFuse IC采用超高速短路保护技术,使得在短路发生后,电流在150ns(典型值)内下降至接近零。该技术对设备的稳健设计具有重要意义。此外,与普通熔断器不同的是,本产品不会因一次短路而损坏,可重复使用,这有效降低了维护成本和缩短了修理所需的恢复时间。

 

        上图显示了当eFuse IC提供12V电源时,输出电压突然短路时的仿真波形(理想情况下)。在TCKE8xx系列中,当输出电流达到过电流极限(ILIMIT)的1.6倍时(也称为“快速跳闸”或“短路跳闸”),输出电流将被判断为短路,并在150ns(典型值)内下降至接近零。



高精度过电流保护

        eFuse IC的过电流保护功能是指当输出电流因异常负载或短路而增加时,夹紧(保持)输出电流以防止其超过过电流限制(ILIMIT)的功能,从而防止瞬时断电,保护装置免于因发热而退化或损坏。东芝eFuse集成电路可以通过使用外部电阻的可变过电流保护功能进行最佳设置。除了当输出电流在极短时间内大大超过极限电流时可以开启短路保护功能外,还可以通过双过电流保护功能实现强有力的保护。


        TCKE8系列具有从低温到高温的高精度过电流钳位限制功能。正常过电流保护功能(断路器)将在达到过电流极限时立即停止输出电流,输出电压下降。另一方面,eFuse IC将钳制电流,防止其流动超过设定电流。将输出电压控制在后级集成电路的击穿电压范围内,可以构造出更稳定的电源。



高精度过电压钳位功能

 

当超过极限电压时,过电压钳位功能将输出电压限制在极限电压内。东芝eFuse IC的功能是将输出电压限制在单个产品的规定输出电压范围内,防止后续级向IC施加过大电压。我们的eFuse IC具有过电压钳位功能。例如,如果是TCK805,即使输入电压增加,输入电压也会被抑制,不会超过大约6.0V(典型值)。因此,即使输入电压瞬间变得过大,也能提供更稳定的电源,即采用该钳位功能将输出电压保持在后级IC的耐受电压范围内。


TCKE8xx系列規格List

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