Los fusibles tradicionales no son capaces de satisfacer tales requisitos debido a su lenta respuesta y a que no ofrecen diagnóstico ni avisos de fallo.
Nuevas tecnologías para mejorar la protección de las aplicaciones
Una comparación entre las especificaciones y el rendimiento de los fusibles electrónicos (eFuses) y los fusibles tradicionales equivalentes, como los fusibles convencionales de un solo uso y los fusibles rearmables PPTC (Polymeric Positive Temperature Coefficient), demuestra que los fusibles electrónicos destacan gracias a sus tiempos muy cortos de respuesta y al control de la corriente de arranque, que reduce enormemente los picos de corriente cuando se produce un cortocircuito.
Debido a estas razones y a la llegada de nuevas tecnologías en los últimos años, allí donde era posible los diseñadores han tratado de sustituir los fusibles tradicionales por un controlador de conexión en funcionamiento (hot swap) y un FET externo o por un eFuse.
El eFuse está formado por un MOSFET de potencia con un controlador integrado y numerosas funciones de protección incorporadas, como protección frente a sobretensión, cortocircuito de sobrecorriente a la batería y de tipo térmico, así como funciones de diagnóstico como alimentación correcta, supervisión de corriente y fallo/activación. Por otro lado, los controladores hot swap utilizan un FET externo en lugar de uno integrado y se suelen emplear en aplicaciones con corrientes más altas.
La principal diferencia entre ambas tecnologías reside en la capacidad de eFuse de efectuar un seguimiento de la temperatura del MOSFET incorporado y de la corriente en tiempo real, así como de realizar acciones correctoras con mucha rapidez. No obstante, los controladores hot swap, con su capacidad de adaptación a la corriente gracias al MOSFET principal, se seguirán utilizando con frecuencia en aplicaciones con corrientes incluso superiores a 100 A.
Sin embargo, se prevé que los eFuses ganen presencia gracias a su capacidad para conducir corrientes continuas entre menos de 1 A y 50 A (dependiendo de Rds(on), del encapsulado y de las condiciones del entorno) en servidores y aplicaciones de almacenamiento en la nube.
Propiedades de un eFuse
- Siempre funcionan dentro del área de funcionamiento seguro (SOA)
- Realimentación térmica en tiempo real
- Se adaptan a la corriente con eFuses en paralelo
- Ocupan menos espacio en la placa
- Económicos
Propiedades Hot Swap Controller
- Siempre funcionan dentro del área de funcionamiento seguro (SOA)
- Realimentación térmica en tiempo real
- Se adaptan a la corriente con eFuses en paralelo
- Ocupan menos espacio en la placa
- Económicos
Los eFuses se usan actualmente en varias aplicaciones en la nube, como unidades de almacenamiento en disco duro y de estado sólido para empresas con el fin de proteger el backplane en el sistema de almacenamiento, servidores y ventiladores conectables en caliente.
Cada aplicación presenta distintas dificultades. El estrés eléctrico provocados por las cargas inductivas y capacitivas, así como por conexiones en caliente y cortocircuitos, hace que sea más difícil garantizar el funcionamiento dentro del área de funcionamiento seguro (Safe Operating Area, SOA), lograr al mismo tiempo la seguridad funcional y cumplir los estrictos requisitos relacionados con la eficiencia energética.
