eric_wang 发表于 2024-7-11 09:09

eFUSE的工作原理是什么?为什么特斯拉要用eFUSE取代传统保险丝?

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<section data-mpa-powered-by="yiban.io">汽车卷起来了,efuse也被带火了。尤其最近一段时间,ST、TI、安森美、英飞凌都在力推这项技术,国内厂商也在默默发力,这个市场正式进入大竞争时代。</section>

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<section>在当前汽车技术快速发展的时代,电子保险丝(eFuse)因其优越的性能和多样的功能正在逐步取代传统的继电器和保险丝。eFuse采用芯片和功率半导体开关,具有寿命长、反应速度快、自动恢复、体积小、更多保护和检测功能、维修成本低等优势。</section>

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<section>特斯拉是最早拥抱eFuse的厂商之一,2017年在Model3车型用大量eFuse替代低压继电器+熔断器。</section>

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<section>对于汽车而言,保险丝熔断是一种确保电气系统可以安全隔离的简单方法,可以避免电池的高电流消耗导致电缆过热甚至起火。</section>

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<section>但由于很多系统故障并不严重,甚至希望系统恢复运行而不是简单熔断,这时eFuse的可恢复性就显得非常重要。&nbsp; &nbsp;</section>

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<p style="text-align: center;">不同保险技术的对比</p>
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<strong>&nbsp;eFuse的工作原理</strong><strong><strong>&nbsp;</strong></strong></section>

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<section>eFuse是一种串联连接到主电源轨的低电阻开关,由逻辑电路控制,用于保护负载和电源。当发生过载或短路情况时,eFuse会将电流限制在预定义的安全值,并在过压情况下将输出电压限制在安全水平,从而保护负载免受电源故障引起的异常影响。如果故障情况持续存在,eFuse会将负载与电源断开。根据不同版本,eFuse可以在锁断模式下运行,需手动重启,也可以在自动重试模式下自动恢复。&nbsp; &nbsp;&nbsp;</section>

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<p style="text-align: center;">eFuse的功能</p>
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<strong>&nbsp;eFuse的主要优势</strong><strong><strong>&nbsp;</strong></strong>

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<section>反应速度快:传统保险丝需要时间通过焦耳热达到熔点,而eFuse通过监控检测电阻器上的电压,能够在毫秒级甚至纳秒级内快速响应过流和短路情况,显著减少瞬态跌落电压和大电流对系统的影响。</section>

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<section>高精度保护:eFuse可以精确设置电流和电压阈值,通过外部电阻器或编程实现高精度的过流和过压保护,确保系统在异常情况发生时得到快速有效的保护。</section>

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<section>可重复使用:eFuse不会因一次短路损坏,能够多次使用并在短暂时间内自动恢复,减少了维修成本和时间,提升了系统的可靠性和可维护性。</section>

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<section>体积小、集成度高:eFuse通过集成在PCB板上,节省了空间,并且能够封装多种保护功能,如过载保护、过温保护、过压保护和反向电流防止等。</section>

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<section>降低维护成本:传统保险丝是一次性的,而eFuse可以自动恢复或保持关断至施加外部信号恢复,不需要手动更换,大大降低了维护成本。</section>

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<section>智能监控与诊断:eFuse具备芯片控制,能够进行电压、电流、温度等参数的实时监控和诊断,支持远程故障检测和OTA(Over-the-Air)升级,提升系统智能化水平。</section>

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<section>环保与节能:传统保险丝和继电器组合耗散能量较高,而eFuse的功率效率高,减少了能量浪费和二氧化碳排放,符合现代环保和节能的要求。</section>

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<strong>&nbsp;市场前景&nbsp;</strong>

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<section>随着汽车技术的不断进步,高级驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶(AD)功能的复杂性增加,对电气系统的可靠性和安全性提出了更高要求。传统保险丝和继电器在响应速度、监控诊断能力及自动恢复方面存在不足,难以满足新一代汽车电气系统的需求。</section>

<section>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;&nbsp;</section>

<section>eFuse的引入解决了这些问题,其高效的保护性能和智能化功能使其在市场上备受关注。尤其在电动汽车和高级别自动驾驶车辆中,eFuse能够提供更高的安全保障,确保关键系统如制动、转向和传感器等始终安全供电。</section>

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<section>此外,随着汽车低压电气系统由12V升级至48V的趋势,eFuse在高压系统中的优势更加显著。48V系统需要更高的可靠性和寿命,而eFuse没有机械触点,寿命更长,能够承受更高的电压和电流,减少了设计和维护成本。</section>

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<p line="R4Hd" ql-global-para="true">&nbsp;</p>
<strong>&nbsp;供应商及动向</strong><strong><strong>&nbsp;</strong></strong></section>

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<p>最近也有很多公司在抢占车用eFuse的市场机会。如安森美、意法半导体、英飞凌&hellip;&hellip;扫码关注订阅号:汽车开发圈 ,阅读更多完整内容。</p>

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秦天qintian0303 发表于 2024-7-11 09:54

<p>电子保险丝的一大优点就是可恢复,这一点也非常适合高集成的设备</p>

吾妻思萌 发表于 2024-7-11 11:45

<p>efuse 速度快,避免过压过流造成更大损失啊。</p>

盛世辉煌电子科学 发表于 2024-7-11 13:57

<p>电子保险丝的一大优点就是可恢复,这一点也非常适合高集成的设备,这一点确实长见识了</p><br/>

se7ens 发表于 2024-7-11 15:18

<p>这个现在改名字叫eFUSE了吗</p>

<p>我理解就是电子开关</p>

<p>跟之前的IPD功能类似,带电压电流检测的switch,可以通过MCU或者控制信号来开通或者关断</p>

13620203064 发表于 2024-7-11 17:05

<p>我还以为是fuse,只存储一次的存储flash。。。哎。。。</p>

xutong 发表于 2024-7-11 22:14

<p>可调节的I2T曲线,更低的损耗,没有FUSE base 造成的接触阻抗</p>

<p>融合了过压保护,过温保护等,还可以在线诊断</p>

qfnurz 发表于 2024-7-13 10:37

<p>来论坛学了不少电子知识,了解了不少新知识,谢谢楼主科普efuse</p>

lugl4313820 发表于 2024-7-14 06:54

<p>可调节的I2T曲线,更低的损耗,没有FUSE base 造成的接触阻抗</p>

<p>融合了过压保护,过温保护等,还可以在线诊断</p>

<p>许大佬总结优秀!</p>

光着脚丫的龙 发表于 2024-7-15 16:44

<p>低电压低电流可以直接选择内置FET的电子保险丝芯片,高电压或者大电流选择具有外部导通 FET 的热插拔控制器。</p>
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