[技术浅谈]认识电子保险丝

力特奥维斯Littelfuse 2022-09-13 09:56

  


技术浅谈

Techtalk

  

作者:Littelfuse客户经理Rambo Liu

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作为过流保护器件,保险丝随着需求与技术的变化,已经在传统的一次性保险丝基础上衍生出一些有各自特色的产品,其中包括材料器件自恢复保险丝、温度保险丝、爆炸保险丝以及半导体器件电子保险丝,本章重点介绍电子保险丝工作特性及其优势,可以作为过流保护方案的一个新选择。电子保险丝虽然名字叫保险丝,实际上是一种半导体过流保护芯片。


电子保险丝优势:

相比于传统的一次性保险丝以及自恢复保险丝,电子保险丝具有:

  • 可重复使用并且没有衰减与寿命次数限制

  • 响应时间为us级,通常小于5us

  • 故障模式下为锁死或者自恢复

  • 具有过压保护功能

  • 具有欠压保护功能

  • 具有软启功能

  • 具有防反功能

  • 具有故障指示功能

  • 集成化小封装


典型应用:

  • USB电源开关:笔记本电脑、手机、机顶盒、显示屏以及type C适配器

  • 热插拔:固态硬盘、服务器、PLC、自动化、电池管理以及通信应用

  • 负载开关手机、笔记本电脑、平板电脑

  • 过压以及防反接保护手机、电脑、直流电源端口


电子保险丝实例

以实际产品LS1205ExD33为例简单介绍下电子保险丝的功能。

产品特点:

·           宽电压范围输入,2.7~18V

·           最大输入/输出电压20V

·           LS1205EV: 外部可调过压限值

·           LS1205EF:故障指示

·           集成24毫欧低阻抗保护开关

·           外部可调节过流限值1~5A

·           外部可调节软启时间

·           内部背靠背MOSFET防电流反灌

·           短路保护

·           过温保护以及自恢复

·           使能控制引脚

·           DFN3x3 10脚封装


功能方块图

展开如下,可以看到电子保险丝实际是一个比较简单的以过流保为主要护功能的芯片,其中LS1205EV集成了通过外部上拉与下拉电阻调节过压的功能。

而LS1205EF去掉了过压调节功能,增加故障指示引脚。


引脚定义:

  • IN: 电源输入引脚

  • OUT: 电源输出引脚

  • EN: 使能脚,On为电压超过1.29V,Off为电压低于1.19V

  • GND: 接地脚

  • SS: 软启引脚,通过外接电容来改变软启时间

  • ILIM: 可编程过流引脚,通过改变外接到地引脚电阻调节限流值

  • VCP: LS1205EV, 可编程过压限值引脚,通过上拉电阻到电源,下拉电阻到地以及悬空来设定过压值

  • FAULT: LS1205EF, 故障指示引脚,常开表示输入欠压或无电压,导通表示输入过压或者过温保护




典型应用电路:




详细功能介绍: 

输入输出电容选择:旁路电容0.1uF来滤除高频干扰,10uF电容来增加电源稳定性。

使能功能:有开/关1.29V/1.19V限值,使用时需要超过该限值保证其工作。

软启功能:通过外接电容来调节软启时间,不接电容时标准时间TSS_INT为1.7ms,外接电容对应软启时间为TSS=Css*Rint,其中Rint为内部电阻250kohm。



输出过压调节(仅LS1205EV):输出电压可以通过VCP引脚高低电平来调节,通过VCP引脚接电阻到IN脚设置高电平,输出电压限值为5.7V,VCP引脚通过电阻接地设置低电平,输出电压限值3.8V,VCP悬空设定输出电压限值14.4V,建议增加0.1uF电容去耦。


过流限值调节:通过外接电阻调节来改变过流限定值,其中Iinlim=10.5/Rilim,在电阻为10.5kohm时,输出电流限值为1A。为了回路稳定工作,建议电流限定值设置为最大工作电流的1.2~1.5倍,防止误触发引起的系统故障。



电子保险丝作为过流保护芯片,可以为电路保护提供可靠稳定的保护,具有故障保护以及自恢复的不限次数保护功能,集成过压、过流、过温等多功能可以简化电子工程师电路设计,对于高可靠小尺寸封装要求的应用尤其适用。


如果你有什么题目和技术内容想让 Rambo谈谈,欢迎在这里提出及留言,谢谢!


力特奥维斯Littelfuse 力特于1927年于美国伊利诺伊州芝加哥正式成立。如今,力特已经在行业中建立了广泛和全面的电路保护产品系列和产品线,是世界领先的电路元器件供应商及电路保护品牌。
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