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汽车+汽车熔丝

高工
2025-07-08 20:17:40     打赏

汽车熔丝主要区别在于,电子熔丝的响应速度快,可将峰值电流降低到比传统解决方案低几个数量级。由于感应能量与电流的平方成正比,因此峰值短路电流的减少也会导致允通能量的显著减少。这也会减轻线路压力并减少潜在的下游故障负载。

汽车在仓储/运输阶段,为保护电池电量,常通过调整熔丝接线盒取出部分熔丝,导致多电源供电的电子模块处于"部分电源供电、部分断电"的异常状态。此时需重点关注潜在电流路径:断电电源的负载可能被其他供电电源通过内部二极管或泄漏通路反向驱动,引发模块逻辑错误电源无法关闭、信号异常。

需从系统层与电路层双层面系统性验证,确保模块在异常供电下逻辑正确。


系统层分析

梳理模块与外部电源的连接关系,识别部分断电场景下的侵入电流风险。

基于模块系统框图,整理电源-功能模块连接清单,明确各电源对应的负载功能。

模拟部分熔丝断开部分断电,逐功能模块分析:其他供电电源是否可能通过负载路径产生侵入电流多电源驱动同一负载时,供电电源为断电负载供电。

遍历所有功能模块后,形成"可能存在侵入与"肯定不存在侵入的模块表格,明确风险范围。


电路层分析

检查具体电路元件的潜在电流通路,确认侵入路径的物理存在性。

分立二极管,负载端的分立保护二极管可能形成反向通路多电源驱动同一负载时,供电电源通过二极管为断电负载供电。

芯片内部泄漏,芯片内部的钳位/保护二极管ESD保护可能产生微小泄漏电流,需结合芯片结构框图确认是否存在供电引脚→其他引脚的意外通路。

高边器件特殊性,继电器、高边开关等12V供电器件因内部结构复杂,更易形成侵入路径,需重点排查。


传统热保险丝的工作原理简单可靠,为人熟知:当通过易熔连接部分的电流超过设计值时,该元件就会被充分加热而熔化。这样,电流路径被切断,电流归零。根据保险丝的额定值、类型以及过电流的大小,热保险丝可在几百毫秒到几秒内作出响应并断开电流通路。当然,和所有的有源和无源元器件一样,对于这个原理简单的纯无源器件来说,也会有很多变化、细节和遮蔽运行可供选择。

相比之下,电子保险丝的工作原理则截然不同。电子保险丝具有一些相同的功能,但也增加了不同的新功能和新特性。eFuse的基本概念同样很直接:负载电流通过FET和一个检测电阻器,并通过该检测电阻器上的电压进行监控。当该电压超过预设值时,控制逻辑会断开FET并切断电流路径(图1)。FET与电源线和负载串联,必须具有非常低的导通电阻,因此不会引起过大的电流电阻(IR)降或功率损失。


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汽车在仓储和运输期间,为了保证电池的电量问题,工作人员可能将部分熔丝取出。这项工作是通过调整熔丝接线盒完成的,如图所示。这时对于多电源供电的汽车电子模块来说,可能面临的情况是部分电源有供电,部分电源无供电。在某种程度上,需要分析在输人和输出之间是否存在潜在的通路,使得模块在部分断电期间出现异常的工作状态,或者仍旧维持以前的功能。

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如图 所示,如果由两个不同的模块来驱动同一个负载,且内部存在二极管的情况下,就容易出现潜在路径。在电源2无电时,电源1和电源3就可能替代电源2的角色,使得原有的电路逻辑出现了错误,电源2无法关闭使得其他模块都会获取错误的信号。图中的一极管是分立的,起到保护作用;同时在某些芯片内部也有可能存在泄漏通路,也同样是保护和钳位的二极管的影响。

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系统性地考虑电源之间的侵人,需要从两个层面去考虑:系统层和电路层分析①系统层的工作:需要根据模块的系统框图确认模块与外部电源的连接情况,详细罗列成一份清单,并画出每个部分的功能框图。断开某根熔丝,从每个功能部分开始,分析其他熔丝是否会对它产生侵入电流,分析完所有的分支后继续下个功能模块,最后将可能存在和肯定

不存在的功能模块做表格。②在电路层面的工作,需要考虑可能存在的电路。检查具体的半导体元件内部的框图是否存在保护二极管等潜在的电流通路,主要针对的还是继电器、高边开关和其他12V电源供电的器件。另一点需要注意的是:某些芯片的侵人电流可能流入其他的引脚,引起正常工作过程中的错误状态,因此这项工作需要完整的芯片结构框图,需要与供应商联系紧密共同完成。这项工作主要由人工完成,比较费时费力,需要整理完整的电路功能框图和输入/输出框图。


总结:

汽车熔丝中,电子熔丝响应速度快,可大幅降低峰值电流及允通能量,减轻线路压力和下游故障风险,而传统热熔丝通过电流过载熔断,响应较慢几百毫秒到几秒。仓储/运输时,为保电池电量,常拔部分熔丝,导致多电源模块处于部分供电、部分断电异常状态。需警惕潜在电流路径,断电负载可能被其他供电电源通过分立二极管、芯片内部泄漏通路ESD保护二极管或高边器件继电器、高边开关反向驱动,引发逻辑错误电源无法关闭、信号异常。分析需从系统层与电路层双层面验证,系统层梳理电源-功能模块清单,模拟断电场景分析侵入电流风险,形成可能/不存在侵入模块表格;电路层检查分立二极管反向通路、芯片内部供电引脚→其他引脚泄漏通路及高边器件特殊路径,依赖完整文档、供应商协作,人工验证必要。





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