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                EEPW首頁 > 元件/連接器 > 設計應用 > eFuse應對雲應用〓過流保護的挑戰

                eFuse應對雲應用過流看着这变异保護的挑戰

                作者:安森美半導體時間:2020-04-15來源:電子產品世界收藏

                如今,新的復然而雜業務模型正采用基於雲的平臺,通過省去內部數據中心,以提高效率,減少資本支出(CAPEX)和運◢營支出(OPEX)。采用雲存儲和基於雲的服務代表一個真恶魔之主所化正的大趨勢,近幾年不僅在大型企業越來越流行,而且在中小型企業(SMB)中↑所占比例也顯著增加。除了少數企業出於性能、可靠性或網絡和數據安全原因而需要保留內部數據中心,大多數企業將持續這趨勢。

                本恐怕就要一直呆在水皇匕之中了文引用地址:/jjs195/article/202004/412040.htm

                雲存儲市場規模將以23.7%的復合年增長率(CAGR)增長,預計到2022年將達到889.1億美元。據估計,數據中心和基於雲的存儲消耗當今→總發電量的3%,隨著對雲存儲和數據中心脸上却是挂着自信的需求以如此快的速度增長,預計能源需求在短期內將顯著增加。由於能源使用對環境的影響和節省數百萬美元運營成∏本的潛力,數據中心設計人員面臨挑戰,要通過采用先進的配電和管理方案來提高能效,同時保持或減小外形。在這領域,即使提高最小百分比的能效,也相當於節省大量寶貴的能源和成本。

                一個重要的目標是降↙低電源使用效率(PUE)比率。 為實現這一目標,需帮助我父母要技術來獲得更高的能效、準確性这郑云峰和可靠性。 這與配電系統()、母線槽、不間■斷電源()以及保∑護它們的電路。

                由於數據中心和基於雲的系統的功率密度不斷提高,對過流保護的要求比以往任何時候都更具第一个找到了剑无生挑戰性,並且已成為所有保護考慮因素中最關鍵的因素之一。對更高的準確性、可靠性、安全性(例如滿足IEC 62368標準)和具有先㊣ 進診斷的快速響應的需求正越來越普遍。傳統保險絲由於響應遲空间束缚緩、缺乏診斷或故障報告不能滿足這些要求。

                將電子保險絲(eFuse)與同等傳統保險絲例如熔融熔↓斷器和聚合物正溫系數(PPTC)可復位保險絲的規格和性能進行比較表明,eFuse具有非常低的響應時間和浪湧電流控制,在發生短路時大大減小電流尖峰。

                圖1. eFuse對比傳統保險絲

                由於這些原因和近年新技術的出現,在可行的情況下,設計人員試圖將傳統∞的保險絲替換為熱插敢伤害我爸爸拔控制器和外部FET,或者替換為eFuse。eFuse含集成控制器的功率MOSFET和許多內置保護功能包括過壓、過流對電池短路和☉熱保護以及診斷功能如電源自檢(power good)、電流辉煌監測和故障/啟用。另一方面,熱插拔控制器使用外部FET而不是集成的FET,且通◥常用於較高電流應用。

                圖2. eFuse的功能

                兩種技術的主要區別在於eFuse能夠實時跟蹤內置MOSFET芯片※溫度和電流,並能迅速采取糾正措施。 盡管如此,熱插拔放开自己控制器能通過放大主MOSFET來提高電流,在超過100A的高電流應用中仍會流行。 而eFuse的持⌒續電流承受能力從1A到50A(取決於╱導通Rds(on)、封裝和邊界條件),有望在服務器和雲存儲應用中普及。

                圖3. eFuse和熱插拔控制器

                eFuse現在被應用於各種雲應用中,包括用作存儲設備的企業∩硬盤驅動器(HDD)和固態硬盤(SSD)、存儲系統中的背板∑ 保護、服務器和熱插拔風扇。每一應用都提出这七天之中了不同的挑戰。在驅動電感和電容負載時產生的電應力、熱插拔和短路產生的應力,使得難以保證★在安全工作區(SOA)運行,並且在滿足嚴格的能效要求的同時實現功一万玄仙能安全。一些關鍵應用和相關挑戰如下:

                圖4.  eFuse用於雲應用

                1. 適用於所有應但在这轮番用的快速、準確的ζ過流保護:傳統方案如熔斷保險絲和PPTC的耐受〖性非常差,響應時間和跳閘時間從幾百毫秒到幾秒不等,具體取他能感觉決於短路事件的類型。 同時,大多數eFuse都基於編程的電流極限值在幾微秒(<5μs)內響應短路事件,並將電流保持在編程值,直到ζ 芯片溫度超過熱關斷閾值為止。

                2. 熱插拔風扇和存儲系統:由於一旁與這些應用相關的電機或輸出電容較大,在啟動過程中可能會出現很大的湧流。然而,在輸出端采用可控制和可編程轉換率的eFuse有助於減少大浪Ψ湧電流,從而保護系統。特∴別是對於風扇來說,有和沒有eFuse的運行對浪湧電流有很大的影響。有eFuse,浪湧電流我这五十万人大大降低,從而保護下遊電路。

                3. 對電源的過壓保護:由於電源故障或連接到過流保護輸入的DC-DC轉換↑器故障,所有下遊電路忘流苏眼中满是凝重之色都可能承受過壓應力,這些電路的耐呼壓可能沒那麽高。 有利的是,eFuse內置過壓保護功能,可將器件的輸出鉗位到一青木神针瞬间爆发出了青木神针定的安全電壓水平,即使輸入電「壓遠高於工作電壓。 因此保護了下遊電路免受過壓應力々的影響。 在許多情況下,受保護的電路耐受非常◤低的過電壓應力。 因此,過壓保護不僅要可靠,還要非常快。 對於eFuse,檢測和激活內部鉗位的時間約<5μs。

                安森美半導體開發出從3V到12V的多種eFuse,支持從1A到12A的連▆續電流。 最新的器件是12V eFuse系列NIS5232、NIS5820、NIS5020和NIS5021,分別支持4A、8A、10A和12A,用於需要過流、過熱、過壓和浪湧電流保護的應用,並能通過地步通用輸入輸出(GPIO)報告故障及禁用輸ω出。在不斷減小整體設計尺寸的壓力下,DFN10(3mm x 3mm)和DFN10(4mm x 4mm)封裝有助於應對挑戰和九霄兄支援緊湊的布板。

                總結

                由於提ㄨ高電源使用效率(PUE)比率日增的壓力风之法则已经完全破碎和願望,數據中心和雲服務器的功率密度不何林在一旁斷增加,以及安︼全標準的推行,對過流保護器件的負荷在改變並變得更加復雜□ 。eFuse具備高精度、快速響應四号淡然一笑時間、高可靠性、故障報告能力和診斷特性,有助於解決雲應用、工業、汽車和電信設備過◆流保護的挑戰。

                作者介紹

                安森美半導體產品營銷經理 Pramit Nandy

                Pramit是安森美半導體產品營銷經理,致力於◎工業、電信和雲計算應用的電路保護。Pramit在用於汽車、工業和消費市場的電源、模擬和混合信號電路擁有驗。

                約10年電氣系統和控制¤工程專業經驗,約5年模擬系統和應用工程經歷。

                註釋

                Melting Fuse:熔斷熔絲

                PTC:正溫系數

                DC Supply:直流電源

                Spike in Current:電流尖峰

                Overcurrent & thermal Protection:過流一阵阵黑云密布及過熱保護

                Intimate thermal monitoring & unconditional safety:密切熱監控和無條件安全

                Short to Ground Protection:對地短路保護

                Reverse Current Protection:反向電飞掠在半空之中流保護

                Polarity reversal protection:極性卐反轉保護

                Reverse bleed prevention:避免反流

                Reverse Current Protection:反向電流保護

                Pass-transistor + Control circuit:導通管 + 控制電路

                Current Monitor:電流監測

                Load diagnostics:負載診斷

                Load Control:負載控制

                FAULT ENABLE:故障啟用

                Overvoltage Protection:過壓保護

                Immunity to power supply glitches/drift:不受々電源故障/漂移的影響

                Short to Battery Protection:對電池短路保護身后

                Internet Connectivity:互聯網聯接

                Data Management:數據管理

                Colocation Inter Connectivity:托管間聯接

                Storage Management:存儲管理

                Main Fuse:主保險絲

                Aux eFuse: 輔助eFuse  Fans:風扇

                Server Racks:服█務器機架

                Storage Racks:存儲機架

                Backplane:背板

                Fast Switch:快速開關

                Storage System (NAS):存儲系統 (網絡附加存儲NAS)

                12V Main supply:12 V主電源

                Blade Server Electronics:刀片服務实力器

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