Используйте современный предохранитель!

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

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 (< 1,5 мкс)
  • Индикаторы: отказ, PG, IMON и т. д.
  • Настраиваемые UVLO и OVLO
  • Тепловая защита
  • Опция: автовосстановление или блокировка
  • Ограничение тока или разрыв цепи

Мощная новинка с новыми преимуществами

Электронные предохранители способны на большее, чем просто защита от перегрузок. Предохранители TI, например TPS25942A, позволяют осуществлять программируемый контроль пускового тока, блокировать обратный ток и содержат несколько компонентов управления и защиты нагрузки. И всё это богатство заключено в корпус размерами 3×4 мм (рисунок 1).

 Дискретная схема предохранителя и коммутатора нагрузки

Рисунок 1. Дискретная схема предохранителя и коммутатора нагрузки интегрирована в электронные предохранители, подобные TPS25942A

Помимо программируемого ограничения тока, эти предохранители также способны осуществлять программируемую защиту от недостаточного или чрезмерного напряжения. Некоторые предохранители имеют индикаторы состояния: мониторинг тока (IMON), мониторинг напряжения (PG), индикатор отказа (FLT). При возникновении сбоя eFuse может или заблокировать всю цепь (и устройство останется выключенным даже после устранения отказа), или автоматически повторить попытку (в этом случае устройство предпринимает попытку перезапуска после отказа). Предохранитель демонстрирует одинаковые характеристики даже после многих срабатываний.

Больше, чем просто предохранитель

Электронные предохранители многоразовые, они сохраняют исходные характеристики после каждой перегрузки. Кроме того, их можно использовать различными способами. Помимо традиционной роли предохранителя, eFuse может выполнять задачи коммутатора нагрузки, мультиплексора питания или контроллера «горячей замены» (рисунок 2).

 eFuse содержит датчик и элемент управления FET

Рисунок 2. eFuse содержит датчик и элемент управления FET, обычно входящие в состав контроллеров «горячей замены»

eFuse требует меньше внешних компонентов, имеет встроенный ограничитель тока и обладает меньшими размерами. Идеальный вариант для заменяемых «на ходу» устройств, например адаптеров питания, твердотельных жёстких дисков (SSD) и серверных вентиляторов.

При сравнении функциональности и сфер применения электронный предохранитель выглядит универсальным устройством по сравнению с традиционными предохранителями. Не оставайтесь в темноте, — ведь обыкновенный предохранитель может выйти из строя. Переходите на eFuse.