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產業動態 高效、可靠和緊湊的eFuse最佳化伺服器和資料中心電源設計
盛思公關 本新聞稿發佈於2019/09/26,由發布之企業承擔內容之立場與責任,與本站無關

在設計伺服器和資料中心電源時,設計人員除了需要考慮提升能效和功率密度,還要確保盡可能地絕佳安全性和可靠性,這帶來一系列挑戰,如無安全工作區(SOA)的疑慮、和診斷及回應等功能安全等等。。

 
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eFuse簡介、特性及目標應用

eFuse整合過流、過熱及過壓保護,提供電流檢測、故障報告、輸出切換控制、反向電流保護、對地短路保護、電池短路保護、可重置,用於任何熱插拔應用和需要限制過沖電流的系統,以防止損壞連接器、PCB佈線和下游器件。

eFuse對比傳統熔絲和PTC自恢復保險絲

通常有熔斷熔絲、正溫係數(PTC)自恢復保險絲、熱插拔控制器、eFuse等限流保護方案。以1個600 W、20 A的直流電源為例,採用熔斷熔絲和PTC自恢復保險絲的方案的電流尖峰可分別高達80 A和58 A,而採用eFuse的方案的電流尖峰僅7 A。
熔斷熔絲是一次性的,在一次高電流事件熔斷後必須更換。PTC自恢復保險絲在正常工作時為低阻狀態,當短路發生時,PTC自恢復保險絲變熱並從低阻狀態轉向高阻狀態,從而提供保護功能,當故障排除後,PTC自恢復保險絲冷卻並重置為低阻狀態。與熔斷熔絲和PTC自恢復保險絲不同,eFuse不是完全根據變熱來限流,而是通過測量電流,若電流超過規定限值,則限制電流為預設值後,在過熱時關斷內部切換。與傳統熔絲相比,eFuse有以下顯著的優勢:
• 過熱運行時的參數變化最小
• 故障後不會毀壞
• 可調整電流限制
• 使能引腳導通或關斷器件
• 故障引腳報告已發生的故障以控制邏輯電路或其他電源軌
• 軟啟動以限制衝擊電流
• 電壓鉗位,防止負載受電壓尖峰影響
• 閂鎖或自動重置選擇,若負載恢復則一切將重置,無需重啟電源
• 反向電流阻斷
表1列出了eFuse相較聚合物正溫係數(PPTC)自恢復保險絲的優勢。


表1:eFuse對比PPTC自恢復保險絲

eFuse對比熱插拔控制器

熱插拔控制器雖提供先進的特性和診斷能力,可通過使用不同的FET增加電流限值,具有嚴格的容限電流,但難以保證在SOA運行,且價格更高。 eFuse可確保始終在SOA內運行,提供即時熱回饋,可通過並聯eFuse增加電流限值,節省占板空間,並提供更高性價比。

eFuse易於並聯以增加輸出電流能力

在實際應用中,系統的工作電流可能高於eFuse規定的電流負荷,我們可通過並聯eFuse來增加輸出電流能力。在設計中,我們將eFuse的使能(enable)引腳和故障(fault)引腳並聯在一起,安森美半導體的eFuse具有獨特的三態使能/故障引腳,高電平代表正常運行,中電平代表熱關斷模式,低電平代表輸出完全關斷。

圖:12 V eFuse並聯演示

安森美半導體高效、可靠、緊湊的eFuse陣容

在3 V至5 V電源範圍,安森美半導體的eFuse主要有NIS5135、NIS5452並即將推出NIS2205、NIS2x5x、NIS3x5x、NIS6452、NIS6150、NIS6350、NIS800x,導通電阻從33 mΩ至200 mΩ,電流從1 A至5 A。其中,NIS6452、NIS6150、NIS6350整合反向電流阻斷(RCP)特性,NIS6150、NIS6350還通過汽車級AEQ-Q100認證。值得一提的是,NIS6x50還整合新的特性IMON,通過在IMON引腳和GND之間連接1個電阻,以將IMON電流轉換為對地參考電壓,從而實現電流監控。
針對12V電源,安森美半導體主要提供NIS5020/NIS5021、NIS5820、NIS5232、NIS2x2x並即將推出NIS5420、NIS2402和NIS3220,導通電阻從14 mΩ至100 mΩ,電流從2.4 A至12 A。其中,NIS5020沒有IMON引腳,但可通過檢測Rlim 電壓測量負載電流,從而實現系統級增強,相關的應用注釋可參見AND9685/D。

- 新聞稿有效日期,至2019/10/27為止


聯絡人 :陳昕
聯絡電話:0277136610
電子郵件:intern@shangs.com.tw

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