传统保险丝是一种单使用设备，需要在清除故障后更换。因此，指定保险丝仅在持续的高电流下吹。这可以保护系统中的布线，但不能保护敏感的负载，并且可能导致系统级的停机时间。随着时间的流逝，融合会降解，这显着影响其性能；例如，保险丝变得更加敏感，增加了令人讨厌的旅行的风险，或者它们变得不太敏感，需要更高的电流才能行驶。可维修性的设计在具有保险丝的系统中很重要，因为它们是可更换设备。从服务的角度来看，对保险丝的可访问性至关重要，但对系统的长期可靠性产生不利影响。在受保护的电路和保险丝箱之间需要保险丝，保险丝支架和其他接线。该隔室通常包括面板，紧固件和垫圈以进行环境保护。在高压系统中，通常在打开保险丝面板时实现互锁循环以使系统断电。这些额外的组成部分可实现可用性，每个组件都代表了失败的机会，进一步降低了寿命。此外，在高压系统中，保险丝只能由训练有素的合格人员代替。
同样，继电器或接触器将功率进料控制到负载。即使在高电流下，继电器的触点也有少量的电压下降，但是当切换到电容载荷和中断电感电流时，它会遭受降解。由继电器和电动电阻器组成的预校电路通常用于为下游电容器充电到系统电压的20V以内。这可以防止激活后接种或接触器接触焊接关闭，并弄湿触点以地减少氧化，否则会导致更高的电阻和功率消散。尽管如此，触点仍会随着每种激活而经历降解，这是降低其寿命的长期磨损机制之一。许多使用接触器或带有电容载荷的接力的DC分配系统包括输入和输出处的高精度电压测量电路，以确保满足电压差分条件。电压测量的误差越大，整个触点的电势差异越高，终降低其寿命的进一步降解。当继电器或接触器关闭时，触点会分开，形成输入和输出电路之间的气隙。但是，这并不意味着它们没有电连接。在许多情况下，当继电器打开时，电流继续在短暂的持续时间内通过围绕气隙进行短暂流动。
高压电子装配的系统级益处
保险丝的不准确性，性使用的限制以及接力和接触器缺乏坚固性，这是设计师转向电子解决方案（例如E-Fuse）的一些原因。很多时候，可靠性目标是主要原因。提高的准确性，集成，功能，可重复性和系统正常运行时间是电子融合的好处。但是，主要驱动力是大大提高系统可靠性的机会。
电子装备是可控且可配置的固态电路中断设备。在400 V和800 V系统中，碳化硅（SIC）是的功率半导体技术，因为其高分解电压额定值，状态电阻较低和高热电导率。电子装配可以是单向半导体开关，该开关将电压和电流沿一个方向阻塞和电流，也可以在两个方向上阻断电压和电流的双向开关（例如，源到源到负载和负载到源）。电子融合结合了保险丝和机电继电器的功能，可能包括其他功能，例如负载电流，这消除了系统中对独立电流传感器的需求。
图1。 微芯片的电子装配技术演示器。图像由Bodo的Power Systems [PDF]提供如图1所示，在基于微芯片SIC的电子配合演示器中实现的快速响应时间将短路电流限制为仅数百个安培。使用宽带宽度的电流传感电路并使用默认设置，它检测到700纳秒以下的短路，并根据系统电感的不同，在1至6微秒的范围内清除了1至6微秒的故障。图2中的时电流特征（TCC）曲线定义的行为行为可通过软件或本地互连网络（LIN）配置。 TCC曲线包括三种检测方法：连接温度估计，基于类似物的数字转换器（ADC）电流采样和软件可配置的硬件检测电路。
图3中的检测电路包括带有Kelvin Sense连接的分流电阻器，以提供的电压测量，具有高增益带宽产品的操作放大器，具有可配置参考的快速比较器，以及set-Reset-Reset（SR）闩锁快速的短路检测和保护。对于不需要立即响应的过载，当前的感官信号由微控制器的ADC和固件处理。该设计包括两种操作模式：边缘触发或直通模式。在边缘触发模式下，超过阈值的过度电流会立即触发。在乘车模式下，过度电流会立即将SIC MOSFET门驱动到较低的电压，以延长其短路的承受时间。如果过度流动的持续时间长于预定义的可配置持续时间，则SIC MOSFET会关闭，中断电路。但是，如果电流下降到阈值以下，则将MOSFET门驱动回到全门驱动器。
图2。TCC 曲线。图像由Bodo的Power Systems [PDF]提供图3。 过度的检测和保护实施。图像由Bodo的Power Systems [PDF]提供优越的短路保护
图4显示了带有传统的30 A保险丝和30 A Fuse示威者的带电操作测试器短路测试中的亮潮。为了证明快速响应时间，在更严格的操作条件下测试了E-Fuse，其源电感降低了六倍，这导致当前的坡道比Fuse测试中的较高六倍。即使在这种情况下，短路电流也仅在E-Fuse测试中的216 A峰值，而保险丝允许峰值电流为3.6 ka。总故障清除时间为672 ns，带有传统保险丝为276 ?s。除了快速清理时间以外的时间允许较低的快速通行（LT）电流之外，出租能量比传统保险丝低数百到数千倍。在此测试中，与由保险丝保护的电路相比，E-Fuse的相应出租能量为406 MJ。这种戏剧性的性能差异有可能防止断层载荷在受电子配饰保护时成为严重的故障。
图4。 带保险丝（顶部）和E-Fuse（底部）的短路测试。图像由Bodo的Power Systems [PDF]提供此外，在保险丝测试中，直流链路电容已完全放电。然而，随着电路受电子的保护，450 V DC总线仅降低了2V，小于200 ns。这是一个关键优势，因为它允许系统继续运行，而不会关注设备故障，从而导致DC总线上的倾角或辍学。在许多系统中，出现故障可能是危险或导致昂贵的停机时间，电子融合提供了较高的电路保护水平。总结一下测试结果，电子福利将短路断层清除了300倍，速度降低了16倍，降低了16倍，在保持稳定的直流总线的同时，降低了16倍的释放能量。
