發布日期：2022-04-20 點擊率：19
設備的可靠性是非常重要的指標，這個會給消費者直觀的感受。然而不幸的是，不同的制造商有不同的質量標準，這導致某些品牌比其他品牌更容易失敗，直接影響他們的聲譽。
想象一下，你買了一臺4K超高清電視，回到家，煞費苦心地按照說明安裝和插入，試圖打開它，但沒有任何反應。幸運的是，一切都沒有丟失，因為我們的電視在制造商的保修范圍內。但首先，你必須收拾你全新的破電視，然后把它拖回大賣場。我敢打賭，在頭疼之后，你不會再買那個牌子的電視了。
這個過程對制造商來說也不愉快。他們不僅會從每個心懷不滿的客戶那里失去未來的業務，而且他們還必須花費時間和金錢來修理通過退貨授權 (RMA) 流程退回的每臺電視。對導致電視故障的組件進行故障排除、更換有故障的組件并記錄故障的根本原因需要花費大量時間。每個出現故障的組件在重新焊接到電路板上時都會產生更換成本和人工成本。該成本與庫存替換零件和管理進出商店和消費者的 RMA 電視庫存的后勤開銷相結合。
圖 1：調試電子電路以找出故障的根本原因可能需要大量時間（并增加人工成本）
電子系統中最常見的故障組件之一是輸入保險絲，它在電視中通常是機械保險絲（或“熔化保險絲”）。之所以被選中，是因為它們的前期成本低，制造商通常依靠機械保險絲來進行系統保護，而不是其他更昂貴的選擇。不幸的是，機械保險絲每次熔化時都需要物理更換，因為它們會在發生故障時損壞且無法運行（如圖 2 所示）。此外，每個保險絲都必須仔細儲存和跟蹤，因為它們每個都提供額定電流和跳閘點。
圖 2：熔斷的保險絲不僅會產生自己的更換成本，而且可能會在過載事件期間損壞其他也需要更換的組件
機械保險絲的工作特性與電子保險絲（也稱為 eFuse）的工作特性形成鮮明對比。我們可以描述半導體器件，例如 TI 的TPS25921A，如圖 3 所示，作為“自我修復”——因為當它“爆炸”時，它會自動重新打開，并嘗試重新啟動電路。
TPS25921 是一款具有全套保護功能的緊湊型多功能熔絲。 它具有較寬的工作電壓，可實現對多種常用直流 (DC) 總線的控制。 室溫下限流精度達 ±2%，這種優異的精度使得 TPS25921 成為多種系統保護應用的理想選擇。
而且它還具有過流保護、過壓保護和欠壓保護等多種可編程功能，能夠對負載、電源和器件提供保護。欠壓和過壓條件下的閾值精度為 3%，無需監控電路即可確保對總線電壓進行嚴密控制。 此外，還針對系統狀態監視和下游負載控制提供了故障標志輸出 (FLT)。
對于熱插拔電路板，TPS25921 提供了浪涌電流控制和可編程的輸出斜坡速率。 為實現設計靈活性的最大化，可使用軟啟動 (SS) 引腳處的電容器編程設定輸出斜坡速率。
eFuse 將檢測過載事件，并通過限制電流、鉗位輸出電壓以及在必要時斷開 eFuse 輸出的電源來保護下游電路。
每個 eFuse 都有一個可調節的電流限制設置，并帶有一個外部電阻器，這減少了制造商需要庫存的唯一部件號（與機械保險絲相比）的數量，從而簡化了庫存管理。一些eFuses甚至可以防止反向電流通過增加一個外部阻擋場效應晶體管（FET）（TPS25924）或通過整合背到背的FET（TPS25940）。簡而言之，eFuse 的工作是確保下游電路受到完全保護，免受任何過流或過壓瞬態事件的影響。
圖 3：為了保護電路，我們可以繼續更換熔斷的保險絲或選擇使用單個電子保險絲升級我們的電路設計
與機械保險絲相比，eFuses 可以更有效地防止對下游組件的損壞。在機械保險絲加熱和“熔化”所需的時間內，電子保險絲已經保護了電路。這個時間差意味著使用 eFuse 設計的系統不會因暫時的過流或過壓事件而損壞，并且在故障消退后將自行重置為正常運行。
設計有（熔斷）機械保險絲的同一系統需要返回制造商進行更換。
在我之前的電視示例中，使用電子保險絲代替機械保險絲將降低產品故障的風險。如果我們購買的電視采用 eFuse 設計，則故障風險會更低。
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