Новий рівень захисту ланцюгів - електронний запобіжник (e-fuse)

Захист розроблених схем, які інженери створили своїм "кров'ю, потом і слізьми", є усвідомленою необхідністю. Вона повинна інтегруватися як основна характеристика і функція самої розробки.

Запобіжники є адекватним захистом для більшості розроблених схем і багатьох застосувань. У цьому огляді ми розглянемо характеристики електронного запобіжника (e-fuse), який розроблений компанією Texas Instruments.

Що являє собою захист ланцюга?

Захист ланцюга повинен мати такі характеристики:

• Захист від короткого замикання
• Обмеження струму
• Гаряча заміна
• Плавне вмикання
• Електронний вимикач ланцюга
• Гаряче вмикання
• Контроль пускового імпульсу
• Обмеження потужності навантаження
• Максимальний захист за напругою (OVP)
• Обмеження FET SOA (тобто захист самого захисного пристрою)
• Захист від зворотного струму (ORing)

Перші сім з вищезазначених характеристик притаманні електронному запобіжнику від компанії Texas Instruments.

Дотримання нормативів

Захисний пристрій, як зазначалося вище, необхідно використовувати для задоволення нормативів технічних характеристик, таких як IEC/UL60950, IEC/UL60730 та багатьох інших.

Європейські агентства з стандартизації першими запитують про наявність електронного запобіжника для приладів, оскільки стандартні запобіжники є занадто повільними, викликають затухання, залишають навантаження без живлення після спрацьовування і є неточними.

Навіть не враховуючи вимоги агентств, які змушують використовувати безпечні методи розробки, розробники самі хочуть запобігти можливому пожежі, мінімізувати збитки шляхом швидкої ізоляції пошкодження і запобігти розрядним перешкодам по шині живлення. Джерело живлення, роз'єми, силові FET-транзистори та навантаження повинні мати адекватний захист.

Розробка схеми захисту для вашого пристрою

Добрий розробник не тільки перевірить створену схему і ретельно її протестує, щоб упевнитися, що вона відповідає всім специфікаціям щодо температури та інших навколишніх умов, але й передбачить необхідність установки захисного пристрою, такого як стандартний запобіжник, полімерний, самовідновлювальний запобіжник (Polyfuse) або може бути електронний запобіжник (e-fuse).

Електронний запобіжник

Електронний запобіжник є більш активним, ніж пасивним пристроєм захисту ланцюга, який забезпечує обмеження пускового струму, запобігає пошкодженню при обриві навантаження або відключенні вхідного джерела, і має внутрішній FET-транзистор для управління струмом навантаження. Електронний запобіжник також забезпечує фіксовану або регульовану захист за напругою (OVP), регульований час перебування в несправному стані і/або обмеження струму, гарантує управління сигнальними лампами для таких станів, як Fault-Несправність, PG (Power good - Коректність рівня вихідної напруги) та багатьох інших, надає контроль максимальної швидкості наростання вихідної напруги при вмиканні, управляє індикатором вихідного струму навантаження, захистом на стороні роз'єму джерела або навантаження, або виконує інші функції.

Що являє собою електронний запобіжник?

TPS2592 електронний запобіжник

Типова схема вмикання

Деякі застосування електронного запобіжника

Електронні запобіжники можуть використовуватися в таких промислових застосуваннях - Enterprise class і m-sata SSD (твердотільні накопичувачі), SAS (послідовний SCSI), HDD (жорсткі диски), шасі сервера зберігання даних, телевізійні приставки, Інтернет ТВ, DVD плеєри та інші пристрої.

Діаграма "час спрацьовування – струм" для звичайного плавкого запобіжника в порівнянні з електронним запобіжником

Неточності у часі та обмеження спрацьовування призводять до необхідності використання більш потужних джерел електроживлення.

Порівняння самовідновлювального запобіжника з електронним запобіжником

Крім того, самовідновлювальні запобіжники (PTC пристрої) мають зменшені номінальні та максимально допустимі значення.

Більш детальна інформація наведена на веб-сайті компанії Texas Instruments.

Оригінал статті