如果你錯(cuò)過了本文章系列的第 1 部分，請(qǐng)務(wù)必查看 eFuse 可用于處理過壓事件的不同選項(xiàng)（輸出電壓鉗位與輸出電壓截止）。在本期中，我將重點(diǎn)介紹用于過流保護(hù)（限流與斷路）的 eFuse 選項(xiàng)。繼續(xù)我們的黃磚路之旅，讓我們?cè)俅螐母Ｒ姷倪x項(xiàng)開始：限流。

限流的好處

當(dāng)發(fā)生過流事件時(shí)，TPS25940等電子保險(xiǎn)絲會(huì)將輸出電流限制在由外部電阻器設(shè)置的閾值。

TPS25940 eFuse 電源開關(guān)是一款緊湊且特性豐富的電源管理器件，此器件具有一整套的保護(hù)功能，其中包括一個(gè)低功率 DevSleep? 模式，此模式支持與 SATA? 器件睡眠標(biāo)準(zhǔn)的兼容性。 寬工作范圍可實(shí)現(xiàn)對(duì)很多常用直流總線電壓的控制。 集成背靠背場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (FET) 提供雙向電流控制，從而使得器件非常適合于那些具有負(fù)載側(cè)保持能量，而這些能量又一定不能回流至故障電源總線的系統(tǒng)。

負(fù)載、電源和器件保護(hù)由很多可編程特性提供，其中包括過流，dVo/dt 斜率和過壓、欠壓閾值。 為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視和下游負(fù)載控制，此器件提供 PGOOD，F(xiàn)LT 和精密電流監(jiān)視輸出。 精密可編程欠壓、過壓閾值和低 IQ DevSleep 模式簡化了 SSD 電源管理設(shè)計(jì)。

TPS25940 監(jiān)視 V(IN) 和 V(OUT)，以便在 V(IN) < (V(OUT) - 10mV) 時(shí)提供真正反向阻斷。 這個(gè)功能在后備電壓大于總線電壓的系統(tǒng)中支持快速切換至一個(gè)升壓儲(chǔ)能元件。

· 2.7V - 18V 工作電壓，最大絕對(duì)值 20V

· 42mΩ RON（典型值）

· 0.6A 至 5.3A 可調(diào)電流限值 (±8%)

· IMON 電流指示器輸出 (±8%)

· 200μA 工作 IQ（典型值）

· 95μA DevSleep 模式 IQ（典型值）

· 被禁用時(shí)，15μA IQ（典型值）

· ±2% 過壓、欠壓閾值

· 反向電流阻斷

· 1μs 反向電壓關(guān)閉

· 可編程 dVo/dt 控制

· 電源正常和故障輸出

在圖 1 中，當(dāng) eFuse 達(dá)到 4A（假設(shè)電流限制 [I LIM ] 為 3A）時(shí)，它將繼續(xù)將輸出電流限制為 3A。圖 2 中的示波器顯示了這種響應(yīng)，I LIM = 3.6A。eFuse 將限制電流，直到過流事件被消除（I IN < I LIM）或直到 eFuse 達(dá)到熱關(guān)斷（通常 T J = 150°C）。一旦 eFuse 進(jìn)入熱關(guān)斷狀態(tài)，它將進(jìn)入以下兩種模式之一：閉鎖或自動(dòng)重試（我將在本系列的第三部分中討論這兩種模式）。

圖 1：TPS25940電流限制 4A 低至 3.6A

電流限制與輸出電壓鉗位具有相似的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)?/span> eFuse 允許系統(tǒng)看不到過流事件，從而保護(hù)所有下游電路免受更高電流的影響。它還將報(bào)告故障，允許系統(tǒng)為即將關(guān)閉的準(zhǔn)備和執(zhí)行“最后的喘息”功能。這在固態(tài)驅(qū)動(dòng)器 (SSD)等應(yīng)用中可能是有益的，尤其是在過流事件是暫時(shí)的情況下。但是，安全性比正常運(yùn)行時(shí)間更重要的應(yīng)用可以從具有斷路器而不是電流限制的 eFuse 中受益。

斷路的好處

顧名思義，帶有斷路功能的電子保險(xiǎn)絲；它會(huì)因過流事件而斷開電路。再次查看圖 1，如果 I IN突然變?yōu)?/span> 4A，具有斷路器功能的電子保險(xiǎn)絲（例如TPS25944A或TPS25944L）將斷開電路。這意味著 I OUT將為 0A，并且所有下游電路都將受到保護(hù)，不受更高電流的影響，如圖 2 所示。

圖 2：TPS25944A斷路器功能（I IN = 4A，I OUT = 0A）

此功能的好處類似于具有輸出電壓截止的 eFuse 的好處。它不允許更高的電流影響任何下游電路。這種形式的保護(hù)是以下游電路斷電為代價(jià)的，但這在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器機(jī)架內(nèi)部這樣的應(yīng)用中實(shí)際上可能是一件好事。

想象一下，TPS25944A正在保護(hù)硬盤驅(qū)動(dòng)器的輸入電源，并且背板連接器短路。如果硬盤驅(qū)動(dòng)器具有限流 eFuse，它將繼續(xù)通過背板連接器消耗 3A 電流，直到 eFuse 達(dá)到熱關(guān)斷狀態(tài)。流經(jīng)故障連接器的電流可能會(huì)導(dǎo)致連接器過熱并開始冒煙或著火。如果硬盤驅(qū)動(dòng)器包含敏感數(shù)據(jù)，則可能會(huì)因火災(zāi)而損壞，數(shù)據(jù)可能會(huì)丟失。

對(duì)于哪種類型的過流保護(hù)最適合每種應(yīng)用，沒有一刀切的答案。但是，既然你已經(jīng)熟悉了可用的選項(xiàng)，那么你應(yīng)該能夠?yàn)?/span>你的下一個(gè)設(shè)計(jì)做出最佳決策。請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注本系列的第三部分也是最后一部分，屆時(shí)我將討論 eFuse 進(jìn)入熱關(guān)斷后會(huì)發(fā)生什么。