1、eFuse介紹

eFuse將高速、可復(fù)位與低導(dǎo)通電阻(RON)的電路保護(hù)功能整合于單個(gè)小巧的IC封裝內(nèi)。

eFuse提供短路保護(hù)、可調(diào)節(jié)過電流保護(hù)，以及可調(diào)節(jié)Inrush current 速率功能。

本文以TOSHIBA公司TCKE812NA為例，介紹使用SaberRD建立eFuse的仿真模型，并針對(duì)eFuse的主要功能進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。

TCKE805/TCKE812特點(diǎn)如下:

1.高精準(zhǔn)度(11%)過電流保護(hù)功能

2.高精確度(7%)過電壓保護(hù)功能

3.快速的短路保護(hù)(<200ns)

4.可調(diào)的Inrush current

2、TCKE812NA 進(jìn)行Saber建模

TCKE812NA的功能框圖如上所示，主要功能模塊包括過壓保護(hù)模塊，欠壓監(jiān)控模塊、上電曲線調(diào)節(jié)模塊、過流保護(hù)模塊和邏輯控制模塊。

根據(jù)TCKE812NA功能及手冊(cè)詳細(xì)信息，使用Saber的宏電路建模的方法建立其仿真模型，其頂層symbol和底層電路如下圖所示：

3、TCKE812NA功能仿真驗(yàn)證

3.1 過壓保護(hù)功能

TCKE812NA具有過壓保護(hù)功能，當(dāng)輸入電壓大于15V時(shí)，會(huì)將輸出電壓鉗位到15V。

TCKE812NA在發(fā)生過壓保護(hù)時(shí)，會(huì)主動(dòng)恢復(fù)電壓，如下圖所示。

使用Saber搭建如下電路，進(jìn)行仿真。

仿真結(jié)果如下:

由波形可知，在使能有效的情況下，當(dāng)輸入電壓超過15V時(shí)，芯片會(huì)發(fā)生過壓保護(hù)，將輸出電壓直接關(guān)閉。同時(shí)輸出電壓會(huì)周期性嘗試重新啟動(dòng)。該仿真特性與手冊(cè)結(jié)果一致。

3.2 過流保護(hù)功能

TCKE812NA通過設(shè)置RILIM阻值實(shí)現(xiàn)過流保護(hù)功能。

TCKE812NA在發(fā)生過流后會(huì)重復(fù)嘗試打開電源。

仿真時(shí)，設(shè)置RILIM為20K，限流范圍4.44-5.87A，負(fù)載在0.3s-0.5s發(fā)生過載，仿真結(jié)果如下：

過載保護(hù)電流5.46A

3.3 短路保護(hù)功能

TCKE812NA在檢測(cè)到電流大于設(shè)置電流的1.6倍時(shí)，認(rèn)為是短路，芯片會(huì)迅速關(guān)斷電源。

短路保護(hù)后，TCKE812NA會(huì)繼續(xù)重復(fù)嘗試啟動(dòng)電源電壓，如下圖所示。

仿真時(shí)，設(shè)置0.3s時(shí)，發(fā)生短路，仿真結(jié)果如下。

從仿真結(jié)果上看，仿真結(jié)果與手冊(cè)要求一致。

3.4 電源啟動(dòng)斜率設(shè)置功能

通過設(shè)置dvdt管腳對(duì)地電容，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)電壓上電時(shí)間

設(shè)置仿真電路dvdt=1nF，Cout=1uF，負(fù)載1A，仿真結(jié)果如下，與手冊(cè)數(shù)據(jù)基本一致。

4、總結(jié)

本文根據(jù)TCKE812NA手冊(cè)，使用Saber軟件初步建立了其基本功能模型，并搭建具體測(cè)試電路對(duì)芯片功能進(jìn)行了驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明使用Saber搭建的模型能夠?qū)崿F(xiàn)TCKE812NA的主要功能。由于時(shí)間倉促，模型的熱保護(hù)功能以及模型精度調(diào)整有待后續(xù)提高。