認識電子保險絲

作為過流保護器件，保險絲隨著需求與技術的變化，已經在傳統的一次性保險絲基礎上衍生出一些有各自特色的產品，其中包括材料器件自恢復保險絲、溫度保險絲、爆炸保險絲以及半導體器件電子保險絲，本章重點介紹電子保險絲工作特性及其優勢，可以作為過流保護方案的一個新選擇。電子保險絲雖然名字叫保險絲，實際上是一種半導體過流保護芯片。

電子保險絲優勢：

相比于傳統的一次性保險絲以及自恢復保險絲，電子保險絲具有：

●   可重復使用并且沒有衰減與壽命次數限制

●   響應時間為us級，通常小于5us

●   故障模式下為鎖死或者自恢復

●   具有過壓保護功能

●   具有欠壓保護功能

●   具有軟啟功能

●   具有防反功能

●   具有故障指示功能

●   集成化小封裝

典型應用：

●   USB電源開關：筆記本電腦、手機、機頂盒、顯示屏以及type C適配器

●   熱插拔：固態硬盤、服務器、PLC、自動化、電池管理以及通信應用

●   負載開關：手機、筆記本電腦、平板電腦

●   過壓以及防反接保護：手機、電腦、直流電源端口

電子保險絲實例：

以實際產品LS1205ExD33為例簡單介紹下電子保險絲的功能。

產品特點：

·           寬電壓范圍輸入，2.7~18V

·           最大輸入/輸出電壓20V

·           LS1205EV: 外部可調過壓限值

·           LS1205EF：故障指示

·           集成24毫歐低阻抗保護開關

·           外部可調節過流限值1~5A

·           外部可調節軟啟時間

·           內部背靠背MOSFET防電流反灌

·           短路保護

·           過溫保護以及自恢復

·           使能控制引腳

·           DFN3x3 10腳封裝

功能方塊圖

展開如下，可以看到電子保險絲實際是一個比較簡單的以過流保為主要護功能的芯片，其中LS1205EV集成了通過外部上拉與下拉電阻調節過壓的功能。

而LS1205EF去掉了過壓調節功能，增加故障指示引腳。

引腳定義：

●   IN: 電源輸入引腳

●   OUT: 電源輸出引腳

●   EN: 使能腳，On為電壓超過1.29V，Off為電壓低于1.19V

●   GND: 接地腳

●   SS: 軟啟引腳，通過外接電容來改變軟啟時間

●   ILIM: 可編程過流引腳，通過改變外接到地引腳電阻調節限流值

●   VCP: LS1205EV, 可編程過壓限值引腳，通過上拉電阻到電源，下拉電阻到地以及懸空來設定過壓值

●   FAULT: LS1205EF, 故障指示引腳，常開表示輸入欠壓或無電壓，導通表示輸入過壓或者過溫保護

典型應用電路：

詳細功能介紹: 

輸入輸出電容選擇：旁路電容0.1uF來濾除高頻干擾，10uF電容來增加電源穩定性。

使能功能：有開/關1.29V/1.19V限值，使用時需要超過該限值保證其工作。

軟啟功能：通過外接電容來調節軟啟時間，不接電容時標準時間TSS_INT為1.7ms，外接電容對應軟啟時間為TSS=Css*Rint，其中Rint為內部電阻250kohm。

輸出過壓調節(僅LS1205EV)：輸出電壓可以通過VCP引腳高低電平來調節，通過VCP引腳接電阻到IN腳設置高電平，輸出電壓限值為5.7V，VCP引腳通過電阻接地設置低電平，輸出電壓限值3.8V，VCP懸空設定輸出電壓限值14.4V，建議增加0.1uF電容去耦。

過流限值調節：通過外接電阻調節來改變過流限定值，其中Iinlim=10.5/Rilim，在電阻為10.5kohm時，輸出電流限值為1A。為了回路穩定工作，建議電流限定值設置為最大工作電流的1.2~1.5倍，防止誤觸發引起的系統故障。

電子保險絲作為過流保護芯片，可以為電路保護提供可靠穩定的保護，具有故障保護以及自恢復的不限次數保護功能，集成過壓、過流、過溫等多功能可以簡化電子工程師電路設計，對于高可靠小尺寸封裝要求的應用尤其適用。

作者：Littelfuse客戶經理Rambo Liu