安森美(onsemi)：新型eFuse电子保险丝NIV3071优势介绍

汽车应用的电气化和自动化趋势推动了域控制器的兴起，用以减轻线缆重量并将车辆架构简化为多个局部化的电源中心。设计人员可以利用这种新兴架构，将传统保险丝和机械继电器替换为更紧凑的电子保险丝(eFuse)，以提供更先进的保护功能，包括故障情况下更快速、更准确的响应。eFuse将保护和开关功能集成到单个小尺寸封装中。

eFuse是局部配电方案的重要组成部分，可为车辆的电子控制单元(ECU)等多个负载点提供关键的智能保护，如图1所示。这些 eFuse 负责保护整个车辆的传感器(距离传感器、温度传感器等)、摄像头、低压电机(用于汽车座椅、车窗控制)及前大灯和尾灯免受过流事件的影响。

图1：域控制器中使用eFuse

设计人员面临的另一个挑战是印刷电路板 (PCB) 被限制在极小面积下，实现每个 ECU 网络内驱动多个独立(阻性、容性和感性)负载。每个ECU负载可能有不同的电流和电压范围要求，导致设计人员不得不使用多种eFuse型号。此外，根据严格的汽车要求规定，eFuse必须能够承受接地短路事件，同时确保电源，和其他下游负载不受此类瞬变的影响。

安森美(onsemi)的新型NIV3071 eFuse具有8V至60V工作输入电压范围，在紧凑的5x6mm封装中集成了4个独立通道，可以同时驱动多个并联负载。每个独立通道可支持2.5A连续电流，4个通道并联时可支持10A连续电流。NIV3071支持各种负载，包括阻性负载、感性负载和容性负载。NIV3071可驱动大的容性负载，经测试在Vin = 52 V、60ms爬坡时间、Iout = 866mA、Ta = 25°C时支持高达1mF容性充电。宽工作输入电压范围使 NIV3071 非常适合 12V 和 48V 汽车应用。

此外，汽车设计人员可利用NIV3071的灵活性以多种配置驱动各种负载，如图 2 所示。4 个独立通道可以工作在允许范围内的任意大小的不同电压下(通常为 12V、24V、36V 和 48V，但不限于此)，如配置 A 所示。该器件也可以连接单个电源，即所有输入连接在一起(例如 48 V)来驱动 4 个不同的下游负载，如配置B所示。配置C显示了NIV3071并联4个通道驱动高达 10A 的连续电流，而配置 D 突出显示了 eFuse 驱动 2 个负载，每个负载最高可达 5 A。

图2：NIV3071配置

NIV3071有助于实现稳健的设计，其能够承受输入电压 ≤60 V 的接地短路事件而不损坏，即使输入和输出上的线束电感高达 5 uH，也无需输出肖特基二极管的保护，如图 3 所示。NIV3071还支持各种负载的运行，包括25°C时为高达1mF的容性负载充电。

图3：NIV3071稳健可靠，能够承受接地短路事件

NIV3071 eFuse的性能优于传统保险丝和正温度系数保险丝 (PTC)。在短路事件中，eFuse 可确保下游负载在故障情况下始终受到保护。图4展示了 NIV3071 的快速响应时间，它能够尽可能地减少电流尖峰，同时确保连接到同一电源的所有其他电路具有稳定的供电(VCC)。

图4：NIV3071稳健性–短路事件

总之，eFuse是域控制器架构的关键要素，可确保整个车辆的局部 ECU 受到保护且稳健可靠。凭借宽工作电压范围和同时驱动多个并联负载的能力，NIV3071可以在驱动多个下游负载的同时尽可能地减少保护方案所需的PCB面积。NIV3071提供稳健的域控制设计，无需额外的分立保护电路，它就能承受eFuse通路上连接线束电感达到5uH并且工作电压高达 60V条件下的接地短路事件，与之类似的工业版本 NIS3071 也已推出。

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