【導讀】盡(jin)管(guan)變(bian)化(hua)很(hen)大(da)，但(dan)保(bao)險(xian)絲(si)的(de)基(ji)本(ben)功(gong)能(neng)始(shi)終(zhong)如(ru)一(yi)。保(bao)險(xian)絲(si)始(shi)終(zhong)都(dou)是(shi)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)免(mian)受(shou)過(guo)電(dian)流(liu)影(ying)響(xiang)的(de)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)，無(wu)論(lun)過(guo)電(dian)流(liu)是(shi)數(shu)百(bai)安(an)培(pei)，還(hai)是(shi)僅(jin)僅(jin)幾(ji)毫(hao)安(an)。通(tong)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)
，采(cai)取(qu)的(de)保(bao)護(hu)措(cuo)施(shi)是(shi)將(jiang)電(dian)路(lu)與(yu)電(dian)源(yuan)斷(duan)開(kai)。對(dui)於(yu)傳(chuan)統(tong)保(bao)險(xian)絲(si)來(lai)說(shuo)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)保(bao)險(xian)絲(si)會(hui)熔(rong)斷(duan)，需(xu)要(yao)實(shi)際(ji)更(geng)換(huan)保(bao)險(xian)絲(si)。而(er)電(dian)子(zi)保(bao)險(xian)絲(si)則(ze)是(shi)通(tong)過(guo)半(ban)導(dao)體(ti)開(kai)關(guan)來(lai)斷(duan)開(kai)連(lian)接(jie)，因(yin)而(er)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)複(fu)位(wei)
，而(er)且(qie)通(tong)常(chang)能(neng)夠(gou)自(zi)動(dong)複(fu)位(wei)。

即便是不起眼的保險絲
，也不可避免地受到技術進步的衝擊
，以往簡單的玻璃管保險絲正逐步被功能更強大、更先進的智能電子保險絲(eFuse)所取代。

電子保險絲與傳統保險絲的區別

盡(jin)管(guan)變(bian)化(hua)很(hen)大(da)
，但(dan)保(bao)險(xian)絲(si)的(de)基(ji)本(ben)功(gong)能(neng)始(shi)終(zhong)如(ru)一(yi)。保(bao)險(xian)絲(si)始(shi)終(zhong)都(dou)是(shi)保(bao)護(hu)電(dian)路(lu)免(mian)受(shou)過(guo)電(dian)流(liu)影(ying)響(xiang)的(de)保(bao)護(hu)器(qi)件(jian)
，無(wu)論(lun)過(guo)電(dian)流(liu)是(shi)數(shu)百(bai)安(an)培(pei)，還(hai)是(shi)僅(jin)僅(jin)幾(ji)毫(hao)安(an)。通(tong)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)，采(cai)取(qu)的(de)保(bao)護(hu)措(cuo)施(shi)是(shi)將(jiang)電(dian)路(lu)與(yu)電(dian)源(yuan)斷(duan)開(kai)。對(dui)於(yu)傳(chuan)統(tong)保(bao)險(xian)絲(si)來(lai)說(shuo)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)保(bao)險(xian)絲(si)會(hui)熔(rong)斷(duan)，需(xu)要(yao)實(shi)際(ji)更(geng)換(huan)保(bao)險(xian)絲(si)。而(er)電(dian)子(zi)保(bao)險(xian)絲(si)則(ze)是(shi)通(tong)過(guo)半(ban)導(dao)體(ti)開(kai)關(guan)來(lai)斷(duan)開(kai)連(lian)接(jie)
，因(yin)而(er)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)複(fu)位(wei)，而(er)且(qie)通(tong)常(chang)能(neng)夠(gou)自(zi)動(dong)複(fu)位(wei)。

傳統保險絲僅僅依靠其中的熔絲來決定何時斷開負載（又稱“熔斷”）
，而電子保險絲的“熔斷”特性是可以改變的，最常見的方式是在一個專用引腳上連接一個外部電阻器。然而，要理解電子保險絲的“熔斷”機製
，需要考慮的因素遠不止流過器件的電流。

首shou先xian要yao了le解jie電dian子zi保bao險xian絲si的de熱re特te性xing
，因yin為wei熱re特te性xing可ke能neng會hui有you很hen大da差cha異yi。在zai大da電dian流liu通tong過guo的de情qing況kuang下xia，熱re應ying力li是shi許xu多duo係xi統tong常chang見jian的de故gu障zhang原yuan因yin，並bing且qie隨sui著zhe器qi件jian尺chi寸cun不bu斷duan減jian小xiao，這zhe種zhong現xian象xiang愈yu發fa普pu遍bian。

任何器件（包括電子保險絲）的熱性能都與其物理尺寸和結構有關。在大多數設計中，半導體結與周圍環境空氣之間存在多層結構，熱量必須穿過這個“熱階梯”才能散發出去。

圖1：典型電子保險絲的熱階梯

熱量的傳遞需要時間
，因此與短脈衝相關的熱量會全部留在器件內部。在許多電子保險絲中（具體取決於熱容）
，持續時間超過10毫秒的脈衝所產生的部分熱量會傳遞至封裝
，然後開始向周圍環境空氣或器件所在的PCB散熱。

通過分析穩態電流，可根據熱阻抗(ºC/W)、環境溫度和最高結溫來確定電子保險絲的RDS(ON)。據此，設計人員能夠計算出特定器件的工作極限。

接下來
，通過施加不同持續時間的大電流脈衝來評估電子保險絲的動態性能。由此可以推導出（並繪製出）熱阻抗隨脈衝持續時間變化的曲線。

一般來說，脈衝持續時間越短，熱阻抗越低

，而RDS(ON)和芯片尺寸等參數將決定這些較短脈衝下阻抗曲線的形狀。對於持續時間較長的脈衝（熱量有時間在器件中擴散），PCB對曲線形狀的影響會更大。諸如更多的層數

、更厚的銅層以及散熱焊盤等特性，都會改變曲線的形狀。

雖然特性表征的方法是一致的，但必須針對每個具體應用分別進行

，以考慮各種可變因素（例如PCB）。隻有這樣，並且清楚了解電流脈衝的幅度和持續時間
，才能為特定應用選擇正確的電子保險絲。

盡管這種特性表征很有用
，但在實際應用中，需要將阻抗與時間之間的曲線轉換為電流與時間之間的曲線。為此，必須知道RDS(ON)和 ∆t（芯片溫度的可接受變化量）。

圖2：電子保險絲的熱限製曲線

根據這些曲線
，可快速輕鬆地確定在給定結溫(Tj)上升情況下脈衝的最大持續時間。當然
，良好的設計實踐要求留出一定的安全裕度，而這需要根據每個應用的具體情況來確定。

最後要考慮的是任何會承載電流且電流會流經電子保險絲的導線。所使用的參數是“電流平方x時間”，即I2t。對於傳統保險絲，這個參數通常被定義為一個固定值，並且會與保險絲的標稱電流一起給出。

然ran而er
，這zhe種zhong直zhi線xian方fang式shi人ren為wei地di限xian製zhi了le性xing能neng，實shi際ji上shang電dian流liu越yue低di時shi，線xian束shu能neng夠gou承cheng受shou更geng長chang的de時shi間jian。因yin此ci
，電dian子zi保bao險xian絲si的de跳tiao閘zha點dian通tong常chang會hui遵zun循xun一yi條tiao曲qu線xian，以yi便bian更geng好hao地di發fa揮hui係xi統tong的de性xing能neng。

采用這種曲線方式可以使係統元件的尺寸更符合所需的性能要求
，同時還能節省空間

、減輕重量並降低成本。

安森美目前正在研發能在非恒定I2t條件下工作的電子保險絲，其曲線點和參數可通過I2C或SPI等串行通信協議進行編程設定（並且如果需要，還可以重新編程）。這類保險絲將包含若幹典型曲線，用戶可以將這些曲線作為新設計的起始參考依據。

文章來源：安森美

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