电子保险丝：钳位和切断以及自动重启第 1 部分

当我们第一次看到德州仪器 eFuse 产品组合中的众多功能 时可能会感到不知所措。通过电压钳位、断路和自动重试（仅举几例）等选项，我们的产品组合可以帮助保护几乎所有电源电路。

但是有这么多选择，选择完美的 eFuse 可能会带来挑战。这个由三部分组成的博客系列的目标是通过消除围绕过电压（第 1 部分）、过电流（第 2 部分）和故障响应（第 3部分）选项的混淆来简化我们的 eFuse 选择过程。

我们要去看看电路设计的黄砖路的向导。

当我们开始沿着黄砖路行驶时，我们会来到第一个岔路口：过电压保护 (OVP)。图 1 显示了两个选项：输出电压钳位和输出电压截止。在决定走哪条路之前，让我们先看看每种方法的好处，从两个选项中更简单、更常见的一个开始：输出电压截止。

输出电压截止的好处

具有输出电压截止功能的 eFuse 通常具有一个 OVP 引脚，外部电阻可以在该引脚上设置跳变点。例如，让我们将触发点设置为 15V。在正常运行期间，12V 电源轨不会使比较器跳闸，内部 FET 将保持关闭；设备将保持开启状态。但是，18V 的瞬态电压将超过跳变点，内部 FET 将打开，从而关闭器件。图 1 显示了此操作。

图 1：使用 TPS25940 的 eFuse 输出电压截止示例

一旦输入电压 (V IN ) 超过 15V，eFuse 就会关闭，输出电压 (V OUT ) 会降至 0V，如图 1 所示。只要输入电压超过设定的过压跳变点，eFuse 就会保持关闭状态. 一旦输入电压恢复到 12V，器件重新开启，V OUT再次恢复到 12V。因为输出电压切断会在激活时禁用 eFuse，所以它永远不会触发热关断。

虽然这是德州仪器 eFuse 产品组合中最常见的过压保护形式，但它可能并不总是最好的。有时，通过将输出电压钳位到标称电压，尽可能长时间地保持电压轨是有益的。

输出电压钳位的好处

与输出电压截止相反，在输出电压钳位期间，eFuse 保持工作状态。当输入电压超过硬编码跳变点时，内部钳位将激活并限制输出电压。

TPS25924x 系列电子熔丝是采用小型封装的高度集成电路保护和电源管理解决方案。 该器件使用极少的外部组件并可提供多重保护模式。 它们能够有效地防止过载、短路、电压浪涌、过高浪涌电流和反向电流。

电流限制级别可通过一个外部电阻设定。 内部钳位电路可将过电压限制在一个安全的固定最大值，无需使用外部组件。

具有特殊电压斜坡要求的应用可以使用单个电容来设定 dV/dT，以确保达到适当的输出斜坡速率。 许多系统（例如 SSD）禁止将储存的电容能量通过 FET 二极管倒流到降压或短路输入总线。 BFET 引脚专用于这类系统。 外部 NFET 可与 TPS25924x 输出形成“背靠背 (B2B)”连接，而由 BFET 驱动的栅极可防止电流从负载流回电源

VOPERATING = 4.5V 至 13.8V，VABSMAX = 20V

集成 28mΩ 导通金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET)

15V 固定过压钳位

1A 至 5A 可调电流 ILIMIT

±8% ILIMIT 精度（3.7A 时）

支持反向电流阻断

可编程 OUT（输出）转换率，欠压闭锁 (UVLO)

内置热关断

如图 2 所示，TPS25924 eFuse 集成了一个 15V 输出钳位。

图 2：使用TPS25924的 eFuse 输出电压钳位

我们可以在图 2 中看到，当输入电压从 12V 飙升至 18V 时，钳位电路将激活并确保 eFuse 仅输出 15.6V（通常为 15V）。如果输入上的瞬变只是暂时的，这可以让 eFuse 对下游电路“隐藏”故障。如果故障持续时间足够长以激活 eFuse 的热关断（通常 T J = 150°C），则故障仍会导致 eFuse 关闭（类似于输出电压切断）。热关断后，所有 eFuse 都会进入两种故障响应模式之一：闭锁或自动重试，我将在本系列的第三部分中介绍这两种模式。

但首先，请继续关注第 2 部分，该部分将深入探讨过流事件响应选项：限流和断路。