【導讀】zaixiandaiqichehegongyeyingyongzhong，kekaoxingzhiguanzhongyao。congqicheyukongzhiqi，daogongyeyingyongzhongdejisuanjishukongdengchanpin
，wulunzuizhongchanpinshijiandanhaishifuza，ruguobunengbaozhengkekaoxing，jiuhenkenengsunhaizhizaoshangdeshengyu。ciwai，haixuyaokaolvbaoxiuweixiudechengben
，shenzhishizhaohuichanpindechengben。

zaixiandaiqichehegongyeyingyongzhong
，kekaoxingzhiguanzhongyao。congqicheyukongzhiqi，daogongyeyingyongzhongdejisuanjishukongdengchanpin
，wulunzuizhongchanpinshijiandanhaishifuza
，ruguobunengbaozhengkekaoxing，jiuhenkenengsunhaizhizaoshangdeshengyu。ciwai，haixuyaokaolvbaoxiuweixiudechengben，shenzhishizhaohuichanpindechengben。

raner
，dianzidianluzongguidouhuichuxianguzhang
，kenengshiyouyuwaibuyingxiang，yekenengshiyouyuzujiansuishijiantuiyixingnengxiajiangeryinqi。yinci，genjulianghaodeshejishijian，jianyicaiyongdianlubaohuqijian，yiquebaojiangguzhangdeyingxiangjiangzhizuidi。

本文介紹了標準電路保護器件的局限性
，以及如何利用電子保險絲改進設計。

最常見（且成本最低）dedianlubaohuxingshijiushiputongdebaoxiansi。cileibaoxiansitongchangjiyurongdianwendujiaodidejinshusihuobojinshudai。baoxiansitongchangbeicharudianyuangongdianxianluzhong，chaoguoedingdianliushi，baoxiansizhongchanshengderelianghuishijinshusi/金屬帶熔斷，從而使電路與電源斷開連接。

這種斷開通常不是瞬時的，保險絲“熔斷”suoxudeshijianyuguzhangdianliudaxiaochengfanbi。ruguodianliujinlvegaoyubaoxiansiedingzhi，takenenghuijixutongguoyiduanshijian
，congeryingxianggongdiangui
，daozhidianluguzhanghuosunhuai。

保險絲的使用並不方便
；一旦保險絲熔斷，就需要更換（通常需要由用戶進行更換）。如果用戶（無意或故意）使用了錯誤的額定值，則會構成火災風險。

圖 1：保險絲和 PPTC 熱敏電阻通常用於電路保護

對於電路保護，還可以使用其他器件
，如正溫度係數 (PTC) 熱敏電阻。這些安裝在 PCB 上的器件電阻會隨著溫度升高而增加，從而限製電流流動。隻要過流不太大（否則 PTC 熱敏電阻將變為開路），隨著電流的減小
，溫度將會下降，並恢複正常運行。

雖然不再需要更換保險絲，但 PTC 熱敏電阻是非線性的，而且鑒於其工作原理
，不適用於寬溫度範圍的應用。

電子保險絲

電子保險絲（也稱 eFuses，此術語由安森美 (onsemi) 在首次推出此類器件時創造）是當今提供基本的電路保護功能以及許多附加功能的一種替代方案。通常，它們能夠提供過流（包括短路）
、過壓、反向電流和過熱保護。

盡(jin)管(guan)這(zhe)些(xie)創(chuang)新(xin)器(qi)件(jian)有(you)許(xu)多(duo)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu)
，但(dan)它(ta)們(men)通(tong)常(chang)用(yong)於(yu)熱(re)插(cha)拔(ba)情(qing)況(kuang)，或(huo)者(zhe)經(jing)常(chang)出(chu)現(xian)電(dian)源(yuan)故(gu)障(zhang)的(de)場(chang)景(jing)。此(ci)外(wai)，還(hai)可(ke)用(yong)於(yu)極(ji)有(you)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)負(fu)載(zai)故(gu)障(zhang)的(de)應(ying)用(yong)，或(huo)需(xu)要(yao)限(xian)製(zhi)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)的(de)係(xi)統(tong)。

使(shi)能(neng)引(yin)腳(jiao)與(yu)高(gao)精(jing)度(du)電(dian)流(liu)控(kong)製(zhi)機(ji)製(zhi)相(xiang)結(jie)合(he)，使(shi)該(gai)器(qi)件(jian)融(rong)合(he)了(le)負(fu)載(zai)開(kai)關(guan)和(he)保(bao)險(xian)絲(si)的(de)功(gong)能(neng)，成(cheng)為(wei)現(xian)代(dai)配(pei)電(dian)架(jia)構(gou)中(zhong)負(fu)載(zai)點(dian)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)基(ji)本(ben)構(gou)建(jian)模(mo)塊(kuai)。

電dian子zi保bao險xian絲si的de主zhu要yao優you勢shi在zai於yu靈ling活huo性xing和he自zi動dong複fu位wei功gong能neng
，無wu需xu用yong戶hu進jin行xing幹gan預yu。作zuo為wei智zhi能neng器qi件jian，這zhe些xie額e外wai特te性xing使shi電dian子zi保bao險xian絲si能neng夠gou在zai係xi統tong中zhong實shi現xian更geng多duo功gong能neng，而er不bu僅jin限xian於yu過guo壓ya/過流保護（電子保險絲在這些方麵表現出色）。

例如
，許多電子保險絲都包括power good（“PGOOD”）引yin腳jiao，可ke以yi與yu係xi統tong控kong製zhi器qi配pei合he使shi用yong，精jing確que地di按an序xu導dao通tong供gong電dian軌gui。一yi些xie電dian子zi保bao險xian絲si還hai包bao括kuo三san態tai引yin腳jiao，可ke用yong於yu確que保bao同tong時shi導dao通tong和he關guan斷duan多duo個ge供gong電dian軌gui。

電子保險絲能夠檢測反向電流（傳統保險絲無法實現）
，因此在需要 ORing 的冗餘電源應用中非常有用。此外
，也適用於在係統關斷後需要大容量電容保持電荷的情況，通常用於限製啟動時的浪湧電流。

圖 2：電子保險絲提供多種功能來增強保護。

在許多應用中
，電容（或容性負載）可能會帶來挑戰，導致較大的湧入電流

，從而可能損壞元件或 PCB 線路。電子保險絲可以提供多種功能來幫助設計人員解決這一問題
，例如自恢複或限製浪湧電流，使電容以受控方式充電。

作為智能器件
，電子保險絲可以監測溫度
、電壓和電流
，並將數據傳遞給係統控製器。這在檢測故障早期預警信號時尤為有用。

汽車應用中的電子保險絲

隨(sui)著(zhe)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)技(ji)術(shu)被(bei)應(ying)用(yong)到(dao)汽(qi)車(che)中(zhong)，為(wei)確(que)保(bao)可(ke)靠(kao)運(yun)行(xing)和(he)防(fang)止(zhi)損(sun)壞(huai)，對(dui)於(yu)電(dian)路(lu)保(bao)護(hu)的(de)需(xu)求(qiu)也(ye)隨(sui)之(zhi)增(zeng)加(jia)。電(dian)路(lu)保(bao)護(hu)在(zai)汽(qi)車(che)中(zhong)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)，因(yin)為(wei)電(dian)池(chi)的(de)電(dian)流(liu)能(neng)力(li)足(zu)以(yi)破(po)壞(huai)精(jing)密(mi)的(de)電(dian)子(zi)元(yuan)件(jian)。

電子保險絲通常用於子係統（例如抬頭顯示器或信息娛樂係統）的電力線中
，以便在發生故障時斷開和關閉這些係統。

在部分位於車輛外部的係統中，外部元件損壞可能會導致短路，從而損壞內部電路。例如車載資訊係統，其外部 LNA 和 GPS 天線通過電子保險絲連接，以保護車內電路。

如果將車輛係統劃分為不同區域
，則可以在係統內級聯電子保險絲

，提供整體保護以及子係統保護。

圖 3：有時汽車域控應用中會使用級聯電子保險絲。

例如
，在先進駕駛輔助係統 (ADAS) 域(yu)控(kong)製(zhi)器(qi)中(zhong)，可(ke)以(yi)在(zai)電(dian)源(yuan)和(he)主(zhu)係(xi)統(tong)之(zhi)間(jian)連(lian)接(jie)主(zhu)保(bao)險(xian)絲(si)，而(er)次(ci)級(ji)保(bao)險(xian)絲(si)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)保(bao)護(hu)係(xi)統(tong)外(wai)設(she)，如(ru)外(wai)部(bu)安(an)裝(zhuang)的(de)超(chao)聲(sheng)波(bo)停(ting)車(che)輔(fu)助(zhu)傳(chuan)感(gan)器(qi)單(dan)元(yuan)。

現(xian)代(dai)汽(qi)車(che)中(zhong)的(de)線(xian)束(shu)是(shi)一(yi)個(ge)複(fu)雜(za)的(de)子(zi)係(xi)統(tong)。一(yi)旦(dan)車(che)輛(liang)組(zu)裝(zhuang)完(wan)成(cheng)，線(xian)束(shu)的(de)更(geng)換(huan)成(cheng)本(ben)高(gao)且(qie)操(cao)作(zuo)困(kun)難(nan)，因(yin)此(ci)保(bao)護(hu)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)。線(xian)束(shu)連(lian)接(jie)著(zhe)許(xu)多(duo)耗(hao)電(dian)設(she)備(bei)（風扇



、車窗電機、空調

、其他執行器）。通常在這些係統前會使用保險絲
，從而保護線束免受過大電流的影響。

最新電子保險絲技術示例

安森美 NIV(S)3071 是一款 60 VDC
、65 VTR 的電子保險絲，將四個獨立通道集成到單個 5.0 mm x 6.0 mm 封裝中，每個通道可支持高達 2.5A 的連續電流（共 10A）。每個通道的 RDSon 值僅為 80 mΩ，確保將電子保險絲內的能耗降至最低。

所有通道都具備可配置電流限製，其他功能包括輸出電壓箝位、指示故障的數字標誌、可配置的電流動作時間以及固定的 1 ms 軟啟動。

NIV3071 能夠在 -40ºC 到 +150ºC 的結溫 (TJ) 範圍內工作，並提供 2 kV 的 ESD 保護，非常適用於要求苛刻的汽車應用

，包括 12V 和 48V。

NIV(S)4461 是一款電子保險絲
，可在工業自動化、電信、計算等應用中提供過流
、欠壓和浪湧電流保護。該器件可支持電壓高達 360 V 的連續電流。

該器件的顯著特點包括低電阻（典型 RDSon = 39 mΩ）和快速動作時間。該器件還包括可編程電流限製 (21-157A)、欠壓和可調擺率控製。用戶可配置的功能包括閂鎖和自恢複。

 NIV(S)4461 采用 DFNN1024 封裝
，尺寸僅為 3.0 mm x 3.0 mm。它采用行業標準引腳布局，符合 UL2367 和 IEC62368 標準。

總結

電路保護是現代設計的重要組成部分
，能夠確保電路和係統可靠性，並在發生故障或意外情況時最大程度地減少損壞。

盡管傳統保險絲提供了一定程度的保護，但現代電子保險絲具備更高的精度
、更大的靈活性和更廣泛的功能集，顯著提高了保護水平。

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