Vishay电子保险丝助力汽车安全性设计

来源：Vishay威世科技

赋能汽车安全性设计

两款全新 eFuse 参考设计

在电路保护设计中，热保险丝作为一种成熟的过流保护技术，应用极为广泛。不过，在汽车等对可靠性和应用环境有特殊要求的场合，传统热保险丝在精度、响应速度、灵活性等方面，有明显的性能短板，这时就需要用到电子保险丝（eFuse）等新型电路保护技术。

与基于热熔断效应的传统保险丝不同，eFuse 的工作原理是：通过测量一个检测电阻器上的电压来监控电路中的电流，当电流超过设计限值时迅速通过控制逻辑关断场效应晶体管（FET）并切断电流路径，由此实现保护目的。

因此，与热保险丝相比，eFuse 具有响应速度快、低电流操作、可重复使用等性能，并可提供扩展的保护功能（如反向电流保护、过压保护、反极性保护等），在特定的应用中可以取代热保险丝，或者作为热保险丝重要的功能补强。

eFuse 在性能、功能和灵活性上的优势，使其十分适用于汽车系统设计，通过防止过流、电压脉冲和温度上升等风险事件，增强车辆整体的安全性。

针对汽车系统的电路保护，Vishay 新推出了两款 eFuse 参考设计——基于 SiC MOSFET 的 800 V、40 A双向电子保险丝，以及基于 1200 V SiC MOSFET带预充电功能的电子断路器。

图 1：Vishay 两款 eFuse 参考设计

这两款 eFuse 参考设计具有四个突出的性能优势：

01低 TCR 分流器，用于精确测量电流

02低跟踪误差分压器

03稳定的 I/O 端口提供静电保护和续流能力

04快速开关

这些优势得益于 Vishay 一系列高性能半导体分立器件和被动元件在参考设计中的应用。进一步分析参考设计的 BOM，我们会发现，有两款 Vishay 元器件在其中发挥着至关重要的作用：

①MXP120A045FE SiC MOSFET：Vishay 的 MaxSiC 1200 V N沟道 SiC MOSFET，具有极快的开关速度，以及 3 μs 的短路耐受时间，这非常有助于提升 eFuse 的响应速度、可靠性和安全性。

② CMB 0207 高脉冲负载碳膜 MELF 电阻：采用能够承受 3700 ℃ 高温的碳膜技术，以及独特的圆柱形设计，使该电阻器具有出众的脉冲负载能力，是保护电路和敏感元器件免受浪涌脉冲影响的理想选择。

图 2：基于 SiC MOSFET 的 800 V、40 A 双向电子保险丝系统框图

图 3：基于 1200 V SiC MOSFET 带预充电功能的电子断路器系统框图

新一代汽车电子应用，对可靠性和安全性提出了更高的要求，Vishay 基于高性能的元器件产品以及丰富的系统设计经验，开发出的 eFuse 参考设计，无疑会为汽车安全性设计提供极大的助力。