作為一個謹慎的以模擬為中心的工程師，我一直很喜歡傳統(tǒng)的基于熱的保險絲，并且由于它們的有源元件而對電子保險絲(也寫為 e-fuses 或 eFuses)有些懷疑。畢竟，在可靠性方面，簡單幾乎總是更好，而且沒有什么比熱熔斷器在功能上更簡單的了。我并不是要從技術上貶低它們，因為它們實際上融合了先進的材料科學和技術;它們的功能很簡單。

面對現(xiàn)實：標準熔斷器只做一件事，做得很好，并且在給定的一組規(guī)范內(nèi)以完全定義和不可變的方式完成它。你不能把它們弄亂，因為它們沒有給你任何鉤子或把手來抓住它們。如果您指定適當?shù)谋ｋU絲參數(shù)——額定電流、時滯、材料、物理尺寸——你真的不會出錯。我知道，每個人都有自己的故事，當一個保險絲沒有做它應該做的事情時，但那些仍然是罕見的異常值;英語的一個有趣的怪癖：雖然“熔斷器”在過電流時打開，但“熔斷器”的意思是連接兩種材料。

然而，熱熔斷器有幾個缺點，首先是反應時間。根據(jù)與閾值相比的過電流值，反應和斷開電路可能需要幾十毫秒到幾十秒的時間。在當今的低壓設計中，過電流通常是一個適中的值，因此保險絲反應時間可能太慢而無法保護敏感電路。此外，標準保險絲打開后必須進行物理更換，這在許多(但不是全部)應用中是一個缺點。

從概念上講，電子保險絲是一種簡單的電路，它提供了一種具有獨特優(yōu)勢的限流和切斷替代方法，因為它可以測量電流，但不依賴于熱加熱和串聯(lián)元件的后續(xù)開路。它由幾個模擬組件構成：一個精密電流檢測電阻器，一個帶有精確縮放電阻器的放大器，用于捕獲和“增益”電阻器兩端的電壓，一個在預設值“切換”的比較器電路，以及一個 MOSFET允許/斷開被監(jiān)控線路中的電流路徑。

電路功能相當簡單。通常，選擇電阻值時，其上的電壓降在最大電流下將介于 50 至 100 mV 之間。電子保險絲連接在電源軌(或電源)和要保護的負載之間。待監(jiān)控的電流通過電阻器，該電阻器上的合成電壓由電流檢測放大器 (CSA) 檢測和調整。

雖然可以從單個組件構建電子熔斷器，但大多數(shù)用戶會選擇完整的基于 IC 的電子熔斷器，其中包含包括 FET 在內(nèi)的所需電路;有些甚至有一個內(nèi)部檢測電阻。其他基于 IC 的電子熔斷器還包括附加功能和特性，例如用戶可編程的欠壓鎖定、過壓鉗位和自動重試，以及可以通過外部組件設置的啟動時間。最后一個功能有助于在啟動和熱插拔操作期間控制浪涌電流，因此它們在該應用中得到廣泛使用。

我對電子保險絲的最初感覺是它們在較低電流/電壓電路中發(fā)揮作用，這是它們所能達到的程度。我不確定它們是否適合需要美國保險商實驗室 (UL) 和國際電工委員會 (IEC) 認證的更高范圍的應用，其中熱熔斷器是一種完全接受的保護手段。

簡要說明解釋了電子保險絲在這些規(guī)定方面的來龍去脈，同時也提醒了我很容易忽視的一點：保險絲可以防止過流情況以及它們對系統(tǒng)和人員構成的風險。它們不是用于高壓保護的，盡管我們可能會不自覺地將“危險”與 120/240V 的交流線電壓聯(lián)系起來，并且交流線可以提供大量電流。TI 說明列出了經(jīng)批準的電子保險絲，在 6 A 時電壓高達 4.5 至 60V——顯然不是線路電壓，但仍然有大量的電流和兩位數(shù)的電壓。對高壓事件的保護不是熔斷器的任務;相反，這是 MOV、火花隙和其他組件的作用。

現(xiàn)實情況是，與熱熔斷器相比，電子熔斷器具有明顯的差異，這些差異通常是有益的：精確的電流限制、更快的反應時間以及在故障清除時自我修復和恢復連接的能力(取決于選擇的電子保險絲型號)。在許多設計情況下，認真考慮使用電子保險絲代替經(jīng)典熱器件是有意義的。

盡管如此，電子保險絲不僅僅是一個簡單、極其可靠、功能有限的熱保險絲。它是一個有源設備，雖然很簡單。也許有些設計需要一個電子保險絲和一個熱保險絲來獲得最大的信心，作為一種“腰帶和吊帶”的方法。

但這是否表明設計人員謹慎謹慎，或者設計對故障分析和后續(xù)保護方案缺乏信心?您對在大電流應用中使用電子熔斷器有何看法?