Новый уровень защиты цепей – электронный предохранитель (e-fuse)

Защита разработанных схем, которые инженеры создали своим “кровью, потом и слезами”, является осознанной необходимостью. Она должна интегрироваться как основная характеристика и функция самой разработки.

Предохранители являются адекватной защитой для большинства разработанных схем и многих приложений. В данном обзоре мы рассмотрим характеристики электронного предохранителя (e-fuse), который разработан компанией Texas Instruments.

Что представляет собой защита цепи?

Защита цепи должна обладать следующими характеристиками:

Защита от короткого замыкания
Ограничение тока
Горячая замена
Плавное включение
Электронный прерыватель цепи
Горячее включение
Контроль пускового импульса
Ограничение мощности нагрузки
Максимальная защита по напряжению (OVP)
Ограничение FET SOA (т.е. защита самого защитного устройства)
Защита от обратного тока (ORing)

Первые семь из вышеуказанных характеристик присущи электронному предохранителю от компании Texas Instruments.

Соблюдение нормативов

Защитное устройство, как указывалось выше, необходимо использовать для удовлетворения нормативов технических характеристик, таких как IEC/UL60950, IEC/UL60730 и многих других.

Европейские агентства по стандартизации первыми спрашивают о наличии электронного предохранителя для приборов, поскольку стандартные предохранители являются слишком медленными, вызывают затухание, оставляют нагрузку без питания после срабатывания и являются неточными.

Даже не принимая во внимание требования агентств, которые принуждают использовать безопасные методы разработки, разработчики сами хотят предотвратить возможный пожар, минимизировать ущерб путем быстрой изоляции повреждения и предотвратить разрядные помехи по шине питания. Источник питания, коннекторы, силовые FET-транзисторы и нагрузка должны иметь адекватную защиту.

Разработка схемы защиты для вашего устройства

Хороший разработчик не только проверит созданную схему и тщательно ее протестирует, чтобы убедиться, что она удовлетворяет всем спецификациям в отношении температуры и других окружающих условий, но и предусмотрит необходимость установки защитного устройства, такого как стандартный предохранитель, полимерный, самовосстанавливающийся предохранитель (Polyfuse) или может быть электронный предохранитель (e-fuse).

Электронный предохранитель

Электронный предохранитель является больше активным, чем пассивным устройством защиты цепи, который обеспечивает ограничение пускового тока, предотвращает повреждение при обрыве нагрузки или отключении входного источника, и имеет внутренний FET-транзистор для управления током нагрузки. Электронный предохранитель также обеспечивает фиксированную или регулируемую защиту по напряжению (OVP), регулируемое время нахождения в неисправном состоянии и/или ограничение тока, гарантирует управление сигнальными лампами для таких состояний как Fault-Неисправность, PG (Power good – Корректность уровня выходного напряжения), и многих других, предоставляет контроль максимальной скорости нарастания выходного напряжения при включении, управляет индикатором выходного тока нагрузки, защитой на стороне коннектора источника или нагрузки, или выполняет другие функции.

Что представляет собой электронный предохранитель?

TPS2592 электронный предохранитель

Типичная схема включения

Некоторые применения электронного предохранителя

Электронные предохранители могут использоваться в следующих промышленных приложениях – Enterprise class и m-sata SSD (твердотельные накопители), SAS (последовательный SCSI), HDD (жесткие диски), шасси сервера хранения данных, телеприставки, Интернет ТВ, DVD плееры и другие устройства.

Диаграмма “время срабатывания – ток” для обычного плавкого предохранителя по сравнению с электронным предохранителем

Неточности во времени и ограничения срабатывания приводят к необходимости использования более мощных источников электропитания.

Сравнение самовосстанавливающегося предохранителя с электронным предохранителем

К тому же самовосстанавливающиеся предохранители (PTC устройства) имеют уменьшенные номинальные и максимально допустимые значения.

Более подробная информация указана на веб-сайте компании Texas Instruments.

Оригинал статьи

Источник: http://cxem.net/beginner/beginner124.php

3/2017

Катерина Макаланда (Kathrina Macalanda)

Таксофоны? Устарели. Телефоны-раскладушки? Устарели. Предохранители? Устарели. Мы стоим в очереди за смартфоном следующего поколения, немедленно обновляем операционную систему до последней версии и постоянно ищем инновации в технологиях. Так почему инженеры по-прежнему используют устаревшие предохранители и автоматы защиты?

Линейка электронных предохранителей (eFuses) стандарта UL — это предохранители следующего поколения, обеспечивающие защиту активных цепей и предотвращение коротких замыканий, перегрузок по току и перенапряжений. И, что ещё лучше, их не нужно заменять после срабатывания — экономия денег и времени налицо.

Разорвите контракт с элементом защиты цепи

При перегрузке предохранитель отключает остальную часть цепи для предотвращения электрических повреждений и пожара. Однако после срабатывания обычного предохранителя система не сможет работать до его физической замены, что приводит к незапланированному ТО, расходам и недовольству клиентов.

Самовосстанавливающийся предохранитель с положительным температурным коэффициентом (ПТК) — срабатывает при фиксированном токе при достижении заданной температуры. Предохранитель автоматически восстанавливается после снижения температуры.

Однако даже если предохранитель остыл, его внутреннее сопротивление может остаться относительно высоким, а восстановление до исходного уровня может занять часы или даже годы.

Возможна ситуация, при которой начальное сопротивление предохранителя так никогда и не восстановится, поскольку каждое срабатывание уменьшает его качество; в то время как электронный предохранитель восстанавливается немедленно и сохраняет свои характеристики после каждого отключения по перегрузке.

Таблица 1. Сводная информация по предохранителям, самовосстанавливающимся предохранителям и eFuses

Новости микроэлектроники

Источник: http://www.chipfind.ru/news/elektronnie_predohraniteli_proizvodstva_stmicroele.htm

TPS2592 – электронный предохранитель для защиты низковольтных цепей

Deprecated: Non-static method JApplication::getMenu() should not be called statically, assuming $this from incompatible context in /home/client/web/radiostep.ru/public_html/includes/application.php on line 539

Deprecated: Non-static method JSite::getMenu() should not be called statically, assuming $this from incompatible context in /home/client/web/radiostep.ru/public_html/templates/gk_twn2/lib/gk.framework.php on line 613

Strict Standards: Declaration of JParameter::loadSetupFile() should be compatible with JRegistry::loadSetupFile() in /home/client/web/radiostep.ru/public_html/libraries/joomla/html/parameter.php on line 512

Strict Standards: Only variables should be assigned by reference in /home/client/web/radiostep.ru/public_html/plugins/content/chronoforms/chronoforms.php on line 5

Strict Standards: Only variables should be assigned by reference in /home/client/web/radiostep.ru/public_html/components/com_chronoforms/chronoforms.html.php on line 13

Strict Standards: Declaration of CFChronoForm::get() should be compatible with JObject::get($property, $default = NULL) in /home/client/web/radiostep.ru/public_html/components/com_chronoforms/libraries/chronoform.php on line 527

Strict Standards: Declaration of CFChronoForm::set() should be compatible with JObject::set($property, $value = NULL) in /home/client/web/radiostep.ru/public_html/components/com_chronoforms/libraries/chronoform.php on line 527

Strict Standards: Only variables should be assigned by reference in /home/client/web/radiostep.ru/public_html/plugins/content/chronoforms/chronoforms.php on line 16

Семейство электронных предохранителей (eFuse) TPS2592 от компании Texas Instruments предназначено для организации надежного питания и защиты ответственных узлов электроники.

TPS2592 реализует несколько режимов защиты для цепей 5 и 12 В. Это, прежде всего, разрыв цепи питания при увеличении протекающего тока выше установленного порога, который можно настроить с помощью резистора в пределах от 2 до 5 A.

Электронный предохранитель реализует высокую точность установки тока отключения (±15%), что недостижимо при использовании обычного плавкого предохранителя.

Микросхема также отключает нагрузку при повышенном входном напряжении и имеет встроенную температурную защиту.

Дополнительные возможности электронного предохранителя включают в себя вход управления нагрузкой и специальный выход для подключения внешнего FET, который будет защищать источник питания от обратного тока. При необходимости можно ограничить скорость нарастания выходного напряжения. Источник

Источник: http://radiostep.ru/news/item/105-tps2592-elektronnyj-predokhranitel-dlya-zashchity-nizkovoltnykh-tsepej.html

Электрический предохранитель – электронное защитное устройство

Предохранитель (электрический предохранитель, fuse — eng.) – защитное устройство, способное разрывать питание при не допустимой силе тока.

Данный механизм происходит посредством нагрева, оплавления и последующего разрушения (плавкие предохранители).

Также существуют предохранители для многократного использования (автоматические выключатели, автоматы) и самовосстанавливающиеся предохранители.

Плавкий предохранитель имеет стеклянное или керамическое исполнение и содержит внутри себя тонкий проводник из легкоплавкого материала с низким сопротивлением.

Чем толще проводник, тем на большую максимальную силу тока рассчитан предохранитель.

При прохождении по проводнику тока, превышающего максимум, он нагревается и оплавляется, размыкая сеть и защищая оборудование.

Для предотвращения электрической дуги применяется кварцевый песок, специальный газ или самонатягивающаяся нить, которая при нагреве натягивается постепенно и в конце концов, очень быстро разрывается.

Предохранители маркируются по цветам:

Сила тока | Цветовая метка | Макс. мощность при 220

Компания STMicroelectronics предлагает линейку микросхем (E-Fuse) для управления питанием и защиты от перегрузки по току и напряжению устройств с низким питающим напряжением.

Микросхемы STEF05 и STEF12 (E-fuse) – электронные предохранители, позиционируемые для защиты шины питания от превышения выходного тока и короткого замыкания в цепи нагрузки, а также для защиты нагрузки от превышения напряжения. Идеально подходят для применения в оборудовании с возможностью горячей замены модулей и в выносных адаптерах.

Принцип работы E- fuse напоминает принцип действия обычного предохранителя, напряжение на выходе микросхемы практически равно входному за исключением небольшого падения напряжения на интегрированном ключе. Микросхемы имеют внутреннюю защиту от превышения входного напряжения.

В случае, когда входное напряжение превышает установленное максимальное значение, внутренний ключ разрывает цепь нагрузки. В случае возникновения перегрузки по току в цепи нагрузки E-fuse ограничивает выходной ток значением, которое устанавливается внешним резистором R-limit. Если перегрузка сохраняется, микросхема отключает нагрузку от источника питания.

Микросхемы имеют тепловую защиту, которая срабатывает при нагреве кристалла выше 165ºС, при срабатывании тепловой защиты схема размыкает внутренний ключ и снимает напряжение с нагрузки.

На выводе EN/fault после срабатывания защиты появляется сигнал, говорящий о неисправности.

«Сбросить» это состояние можно, либо сняв, а затем снова подав питание на микросхему, либо подав низкий уровень напряжения на вывод EN.

Вывод EN/fault микросхем E-fise имеет двойное назначение: он может управлять подачей питания на выходе микросхемы, с другой стороны – несет информацию о текущем состоянии микросхемы. При подаче на вход EN/fault напряжения низкого лог.

уровня внутренний ключ размыкается и отключает нагрузку. В случае если вывод EN/fault используется для считывания текущего состояния предохранителя, то при нормальном режиме функционирования вывод через внутренний подтягивающий резистор подключен к питанию.

При срабатывании любой из защит микросхемы, вывод EN/fault переходит в промежуточное (Z-состояние).

Таким образом, подключив микросхему к внешнему ключу с открытым коллектором, имеется возможность, с одной стороны, управлять напряжением на выходе микросхемы, с другой стороны – отслеживать текущее состояние функционирования устройства.

Технические характеристики STEF05:

Максимальный ток: 3.6A
Ron внутреннего ключа: 40мОм
Порог срабатывания защиты от перенапряжения: 6.65В
Защита от короткого замыкания
Защита от превышения тока
Защита от перегрева
Диапазон рабочей температуры: от -40 до +125 °C
Корпуса: DFN-10 (3х3 мм)

Типовые примеры использования:

Приводы электродвигателей
Защита твердотельных реле
Защита внешних устройств
Защита датчиков
Сохранение работоспособности устройства в целом при отказе одного из узлов

Вы можете заказать у нас образцы микросхем, а также получить рекомендации по применению этих стабилизаторов, обратившись:Дмитрий Милёхин

E-mail: info@promelec.ru

Телефон: +7 (343) 372-92-27 По вопросам оптовых продаж обращайтесь:

E-mail: order@promelec.ru

Телефон: +7 (343) 372 92 28Единый телефон отдела продаж: 8 800 1000 321

“ПРОМЭЛЕКТРОНИКА” – официальный прямой дистрибьютор компании “STMicroelectronics”

Источник: Промэлектроника • Подробнее: http://www.promelec.ru/company/news/1129/

Компания является одним из крупнейших российских поставщиков электронных компонентов (ЭК) (по данным отчета EuroPartners, Paris), а на рынке Уральского региона и Сибири – самым крупным. Приоритетным направлением деятельности компании является комплексное обеспечение предприятий и организаций ЭК. Еще одно направление – розничная продажа ЭК. Ассортимент продукции насчитывает более 40.000 наименований ЭК как отечественного производства, так и известных мировых производителей. ПРОМЭЛЕКТРОНИКА является официальным дистрибьютором ряда крупных зарубежных производителей. Большие складские запасы (площадь складов около 2.000 кв. м.) выгодно отличают нашу фирму от других компаний-поставщиков и позволяют оперативно удовлетворять потребности Клиентов. Вместе с поставками со склада успешно работает система работы “под заказ”.www.promelec.ru • Контактная информация

в оглавление

6А

— Зелёный

1200 Ватт

10А

— Красный

2000 Ватт

16А

— Серый

3200 Ватт

20А

— Синий

4000 Ватт

26А

— Жёлтый

5200 Ватт

При срабатывании предохранителя, строго не рекомендуется делать вместо него «жучёк» (соединение контактов обычным медным проводником, вместо нового предохранителя). Одна из самых распространённых причин пожаров из-за короткого замыкания электропроводки, являются именно «жучки«. Если предохранитель сработал, значит с проводкой не всё в порядке. Первоначально лучше найти причину неисправности, либо поставить более мощный предохранитель, если нагрузка на сеть стала выше. Чтобы постоянно не менять предохранители, лучше установить автоматический выключатель.

Автоматический выключатель (circuit breaker)способен разрывать питание за доли секунды (магнитный тип).

«Автомат» магнитного типа состоит из соленоида, сердечник которого при протекании превышающего напряжения втягивается и перестаёт поддерживать замыкающую лапку, которая подпружинена таким образом, что малейшее отклонение от прикладываемой силы сердечника отсоединяет её (выбивает автомат).

Самовосстанавливающиеся предохранители — сделаны из полимерного материала с высоким сопротивлением. При перегрузке по току, резко повышает своё сопротивление не давая повредить подключенное оборудование. При нормализации напряжения отключении питания, сопротивление исчезает и предохранитель «перезапускается» и приборы снова могут работать.

Источник: http://www.xtechx.ru/c40-visokotehnologichni-spravochnik-hitech-book/electro-predohranitel-fuse/

Предохранители для поверхностного монтажа

Предохранители для поверхностного монтажа удобны для применения на печатных платах из-за малых размеров и невысокой цены. При выборе предохранителя стоит обратить внимание на максимальное рабочее напряжение, номинал и быстродействие (сверхбыстродействующий предохранитель, быстродействующий предохранитель, медленный предохранитель).

Популярные модели предохранителей для поверхностного монтажа

Керамические

Низковольтные малогабаритные высокотемпературные (до +150 С) предохранители для установки в приложениях с ограниченными габаритами.

Применения:

Автомобильная электроника
Модемы
LCD дисплеи
DC/DC преобразователи

Серия	Время срабатывания	Размер	I, А	V, В
437	Быстрый	1206	0,25 – 8	125/65/32
438	Быстрый	0603	0,25 – 6	32/24
440	Медленный	1206	0,25 – 8	125/63/50/32
441	Медленный	0603	2 – 6	32
469	Медленный	1206	1 – 8	32/24
501	Быстрый	1206	10 – 20	32
0402SFF	Быстрый	0402	1 – 4	24
0603SFF	Быстрый	0603	0.5 – 6	63/32/24
1206SFF	Быстрый	1206	0.5 – 8	63/32/24

__________________________________________________________________________________________________

Тонкопленочные

Малогабаритные сверхбыстрые предохранители для поверхностного монтажа

Применения:

Цифровые камеры
Автономные источники питания (аккумуляторы)

Серия	Время срабатывания	Размер	I, A	V, B
435	Сверхбыстрый	0402	0,25 – 5	32
466	Сверхбыстрый	1206	0,125 – 5	125/63/32
467	Сверхбыстрый	0603	0,25 – 5	32
468	Медленный	1206	0,5 – 3	63/32
494	Быстрый	0603	0,25 – 5	32
0603TSFV	Сверхбыстрый	0603	0.5 – 5	65/35

__________________________________________________________________________________________________

Серия NANO

Быстродействующие предохранители для поверхностного монтажа на напряжения 600/250/125/65 В и на токи до 40 А.

Применения:

Телекоммуникационное оборудование
DC/DC преобразователи
LCD дисплеи
Зарядные устройства
Источники питания
Автомобильная электроника
Системы охлаждения
Медицинское оборудование
Системы освещения
Источники бесперебойного питания

Серия	Время срабатывания	Размер	I, A	V, B
443	Медленный	4012	0,5 – 5	250
448	Сверхбыстрый	2410	0,062 – 15	125
449	Медленный	2410	0,375 – 5	125
451/453	Сверхбыстрый	2410	0,062 – 20	125/65
456	Сверхбыстрый	4012	20 – 40	125/75
458	Медленный	1206	1 – 10	75
462	Медленный	10,5 х 4,5 мм	0,5 – 5	250
463	Быстрый	10 х 3 мм	15 – 30	250
464	Быстрый	4818	0,5 – 6,3	250
465	Медленный	4818	1 – 6,3	250
470	Быстрый	1206	0,5 – 2	125
485	Быстрый	4818	1 – 3,15	600
2410SFV	Сверхбыстрый	2410	0.5 – 20	250/65/35

__________________________________________________________________________________________________

Серия Telelink

Предназначены для защиты телекоммуникационного оборудования (600 В)

Применение:

xDSL (ADSL, ADSL2+, VDSL, VDSL2+)
Ethernet 10/100/1000BaseT

Серия	Размер	I, A	V, B
461	4012	0,5 – 2	600

__________________________________________________________________________________________________

Omniblock

Держатели с предустановленным предохранителем серии NANO. Позволяет заменять перегоревший элемент без пайки.

Применения:

Телекоммуникационное оборудование
LCD дисплеи
Источники питания
Автомобильная электроника
Системы охлаждения
Медицинское оборудование
Системы освещения

Серия	I, A	V, B
154	0,062 – 10	125

__________________________________________________________________________________________________

Серия EBF для электронных балластов

Серия	Время срабатывания	I, A	V, B
446/447	Быстрые	2 – 10	350

См. также:

Вставки плавкие

Держатели предохранителей

Самовосстанавливающиеся предохранители

Получить техническую консультацию, заказать образцы.

Источник: https://MicroEM.ru/produkti/komponenti-silovoj-elektroniki/ustrojstva-zashhiti-littelfuse/komponenti-zashhiti-slabotochnih-tsepej/fuse/smd/

Предохранители	Самовосстанавливающиеся предохранители с ПТК (Polyfuse)	Texas Instruments eFuses.Соответствуют UL
Однократное использование Высокие потери на I2R Мгновенная отсечка или с задержкой по времени Система выключается до замены	Предел по току, обусловленный температурой Автоматический перезапуск после отказа Сопротивление во включённом состоянии (RON) растёт после каждого восстановления Отсечка только с задержкой по времени Длительное восстановление	Программируемый порог по току Быстрая отсечка (