Ochrona obwodów zgodna z normami bezpieczeństwa IEC i UL

Zabezpieczenia UVLO oraz OVP

Zbyt wysokie lub zbyt niskie napięcie również może spowodować nieprawidłowe działanie układu i jego uszkodzenie. Blokada pracy przy zbyt niskim napięciu (UVLO) w bezpiecznikach elektronicznych eFuse zapobiega działaniu urządzenia, jeśli napięcie wejściowe jest niższe od wstępnie ustawionej wartości progowej. Ponadto jeśli napięcie wejściowe wzrasta zbyt wolno lub jeśli źródło zasilania wykazuje znaczną rezystancję wewnętrzną (jak np. bateria), napięcie może spaść wraz ze wzrostem natężenia prądu obciążeniowego, powodując, że napięcie będzie wielokrotnie przekraczać wartość progową blokady pracy przy zbyt niskim napięciu (UVLO). W takim przypadku funkcja blokady pracy przy zbyt niskim napięciu (UVLO) może wpaść w oscylacje. Takie oscylacje można wyeliminować stosując obwody blokady pracy przy zbyt niskim napięciu (UVLO) o histerezie (opóźnieniu) około od 150 do 300mV, zapewniając w ten sposób płynne działanie funkcji blokady pracy przy zbyt niskim napięciu (UVLO).

Zabezpieczenie nadnapięciowe (OVP) chroni urządzenie przed obciążeniami lub uszkodzeniami wskutek zbyt wysokiego napięcia. W przypadku wykrycia zbyt wysokiego napięcia bezpiecznik elektroniczny eFuse natychmiast ogranicza jego poziom w celu ochrony układu, a następnie wyłącza się. Oprócz tego rozładowuje kondensatory wyjściowe do uziemienia za pomocą rezystora wewnętrznego. Gdy napięcie spadnie do określonej wartości, bezpiecznik elektroniczny eFuse włączy się automatycznie (ilustracja 4). Wartość progowa zabezpieczenia nadnapięciowego (OVP) może być ustalona lub programowana.

Ilustracja 4: Gdy napięcie wejściowe osiąga wartość ograniczenia poziomu przez zabezpieczenie nadnapięciowe (OVP), nie jest możliwe dalsze jego podniesienie, a bezpiecznik elektroniczny eFuse wyłącza wyjście w celu ochrony układu. (Źródło ilustracji: Littelfuse)

Zabezpieczenie termiczne

Uszkodzenie lub nieprawidłowe działanie może również być powodowane przez zbyt wysoką temperaturę, dlatego bezpieczniki elektroniczne eFuse są wyposażone w wewnętrzny czujnik temperatury. Zabezpieczenie przed nadmierną temperaturą (OTP) jest zazwyczaj wdrażane jako proces dwustopniowy. Pierwszy stopień to temperatura regulacji termicznej, zwykle wynosząca około 125°C, przy której bezpiecznik elektroniczny eFuse ogranicza przepływ prądu, aby podjąć próbę zatrzymania wzrostu temperatury. Jeśli temperatura nadal wzrasta, a temperatura złącza urządzenia przekracza wartość progową wyłączenia termicznego (TSHDN) - zwykle około 140°C - bezpiecznik elektroniczny eFuse wyłącza się. Zabezpieczenie przed nadmierną temperaturą (OTP) charakteryzuje się również histerezą, a bezpiecznik elektroniczny eFuse uruchamia się ponownie, gdy temperatura wewnętrzna spadnie 20°C poniżej wartości progowej wyłączenia termicznego (TSHDN) (ilustracja 5).

Ilustracja 5: Zabezpieczenie przed nadmierną temperaturą (OTP) charakteryzuje się histerezą, która powoduje ponowne uruchomienie bezpiecznika elektronicznego eFuse po spadku temperatury o określoną wartość. (Źródło ilustracji: Littelfuse)

Kompaktowe bezpieczniki elektroniczne eFuse 5V do urządzeń z zasilaniem bateryjnym

Projektanci zestawów słuchawkowych Bluetooth, urządzeń ubieralnych, tabletów i innych urządzeń zasilanych z zasilaczy sieciowych mogą sięgnąć po układ scalony LS0505EVD22 o znamionowym napięciu 5V i natężeniu 5A zamknięty w obudowie DFN2X2_8L lub układ scalony LS0504EVT233 o znamionowym napięciu 5V i natężeniu 4A w obudowie SOT23_3L, które stanowią kompaktowe rozwiązania zawierające zabezpieczenia nadnapięciowe (OVP), zabezpieczenia nadprądowe (OCP) oraz funkcję płynnego uruchamiania (ilustracja 6). Rezystancja w stanie włączenia 50mΩ przełącznika wewnętrznego zmniejsza straty mocy. Zabezpieczenie nadnapięciowe (OVP) reaguje natychmiast w przypadku nadmiernego napięcia i rozładowuje kondensator wyjściowy. Wartość progową ograniczania prądu ustawia się za pomocą rezystora zewnętrznego, a w przypadku zbyt dużej wartości natężenia prądu lub zwarcia zabezpieczenie nadprądowe (OCP) działa w trybie hiccup. Funkcja automatycznego płynnego uruchamiania zapewnia płynny wzrost napięcia, ograniczając początkowy prąd rozruchowy do bezpiecznego poziomu.

Ilustracja 6: bezpiecznik elektroniczny eFuse LS0504EVT233 jest wykonany w kompaktowej obudowie SOT23 do użycia w ograniczonych przestrzeniach. (Źródło ilustracji: Littelfuse)