大家好!欢迎回到芝识课堂eFuse IC系列第二讲。上期介绍了什么是eFuse IC,今天我们将通过具体数据和实际应用,带你直观感受eFuse IC与传统保险丝在性能上的巨大差异!
告别“一次性”保护!秒杀传统保险丝
提到短路保护,速度就是一切,容不得丝毫迟缓,否则后果不堪设想!
我们进行了一项关键测试:将输出端短路到接地,对比eFuse IC、可恢复式保险丝和片式保险丝的响应表现。为公平起见,所有器件的过流阈值都设定在3A左右。
结果令人震惊:只有eFuse IC高速切断电流路径,不允许大电流流动。
eFuse IC的关断时间仅约2μs,并将峰值电流成功抑制在35A以内;
片式保险丝虽然响应较快(约7μs),但会彻底熔断,且峰值电流超过70A;
可恢复式保险丝反应最慢,需3秒才关断,期间持续通过巨大电流。
这说明传统保险丝在短路时要么熔断(需更换),要么反应太慢,可能对后端电路造成严重损害。而eFuse IC能在极短时间内果断限流,保护系统安全,并且不会损坏,可自动恢复。

为什么eFuse IC这么快?
这要从eFuse IC内部的保护机制说起,它集成了高精度电流检测电路和高速比较器,可实时监测电流变化。一旦超过设定值,控制逻辑就会立即关断内部的功率MOSFET,从而实现微秒级响应。
这种“电子式”保护,远比依靠金属热熔断的物理机制要快得多。
eFuse IC应用场景广泛
正因为eFuse IC具备高速、多功能的保护特性,它非常适合用于各种对安全性和可靠性要求较高的电子设备,例如:
笔记本电脑与平板电脑:保护USB Power Delivery、Type-C接口和主板电源电路;
音频设备与耳机:防止插拔引起的浪涌和短路;
智能家居与物联网设备:实现紧凑且可靠的电源管理;
工业控制系统:在恶劣电气环境下保障连续运行。

它所能提供的保护不仅限于过流和短路,还包括:过压保护(OVP)、反向电流阻断(RCB)、浪涌电流抑制(通过转换速率控制)、热关断保护(TSD)等。
eFuse IC典型应用案例
eFuse IC在USB Type-C接口中扮演着至关重要的角色。随着该接口成为业界标准,其所能承载的功率和数据量也越来越大,对保护电路提出了更高要求。
过去,设计人员可能使用负载开关或分立MOSFET方案,但eFuse IC提供了一个更高集成度的解决方案。它不仅能管理电力传输,还能集成短路保护、过压锁存、反向电流阻断等功能,同时节省布板空间。再配合ESD保护器件,即可构建一个坚固可靠的Type-C端口保护方案。

总而言之,eFuse IC在保护速度、精度和功能性上全面超越了传统保险丝。它响应极快、无需更换,并能集成多种保护功能,有助于设计出更紧凑、更安全、更可靠的产品。
东芝eFuse IC将所有主要保护功能集成于单一封装,具备传统保险丝无法实现的高性能与高精度保护。与传统分立方案相比,它不仅显著提高安全性,还通过减少元件数量降低成本、缩小电路面积,实现系统小型化。同时,其可重复使用的特性,有效降低了维护成本和设备恢复时间。
下一期,我们将深入剖析eFuse IC的核心功能——过流保护和过压保护的工作原理。如果你正在为产品设计电源保护电路,这期内容绝对不容错过!
文章来源:东芝半导体