Vishay 48V 100A eFuse 技术解析：革新电子保险丝设计的参考方案

Vishay/Dale 48V 100A电子保险丝设计用于保护电源应用中的硬件，具有可调电流限制功能。该款100A电子保险丝提供安全连接，并断开48V电源（通常是高能量电池组）。48V 100A电子保险丝采用TrenchFet^®^ Gen IV功率MOSFET作为一次开关，可在高达100A电流下连续工作。这款48V 100A电子保险丝具有预充电功能、连续电流监控和过流保护功能，可在2μs内阻止电流流经电子保险丝。这款48V 100A电子保险丝的额定电流为100A，额定电压为48V DC ，环境温度范围为-40°C至50°C。这款100A电子保险丝非常适合用于工业和家居自动化、工业和服务器计算、太阳能装置以及电动汽车测试环境应用。

数据手册：*附件：Vishay ， Dale 48V 100A电子保险丝数据手册.pdf

特性

• 2μs内快速断开负载
• 电力电子产品DC-Link电容器预充电
• 自恢复保险丝
• 可调节电流限制

典型应用电路

原理图

引脚配置

Vishay 48V 100A eFuse 技术解析：革新电子保险丝设计的参考方案‌

‌一、产品概述‌

Vishay推出的eFuse-48V100A参考设计是一款基于半导体技术的可复位电子保险丝，专为48V电动汽车应用设计。该器件采用TrenchFET® MOSFET作为主开关，可连续承载高达100A的电流，在最大持续工作电流下功耗低于14W，且无需主动冷却系统。其主要特性包括：

• 负载断开时间小于2μs
• 支持功率电子设备的DC-Link电容预充电功能
• 可复位保险丝机制
• 可调节电流限制

‌二、核心技术优势‌

1. ‌快速保护机制‌
   通过背对背配置的10个并联MOSFET（5×SQJQ184E），配合Vishay WSLP3921 100μΩ分流电阻进行持续电流监控。当检测到过流时，可在2μs内快速切断电流路径，有效保护电池组和用户安全。
2. ‌智能预充电系统‌
   采用单MOSFET（TR11）串联厚膜电阻（R2）的方案，实现两级预充电保护：

• 第一级（25ms）：检测短路条件，通过10Ω电阻限制冲击电流至2.2A（24V输入时）
• 第二级（300ms）：检测负载电容，防止过大电容导致冲击电流

3. ‌多重控制接口‌
   支持前端面板物理按钮控制、旋转开关手动设置电流限制（0-99A，步进11A），以及基于Web浏览器的用户控制界面软件，可实现1A分辨率的精确电流设置。

‌三、硬件架构详解‌

‌功率路径设计‌：

• 输入输出端配备双向XMC7K24CA TVS二极管，结合5KASMC33A压敏电阻实现57V standby电压和63.4V-70.7V击穿电压范围
• 采用标准双面四层PCB（144mm×60mm），每层覆铜70μm
• VIN/VOUT采用16mm²电缆配M8螺钉环端子，GND采用4mm²电缆配M4环端子

‌控制系统核心‌：

• ST1连接器支持I2C DAC（MCP4725A2T-E/CH）实现数字电流限制设置
• 16位I2C I/O扩展器（PI4IOE5V6416Q2LEX）负责状态读取和设备控制
• 16位SPI ADC（ADS8867IDGSR）配合8通道多路复用器实现多参数监测

‌四、性能参数指标‌

‌功能额定值‌（环境温度25℃）：

• 电池电压：48V（典型值），范围10-56V
• 逻辑电源电压：12V（典型值），范围10-30V
• 负载输入电容：最大10mF

‌热管理表现‌：

• 总导通电阻约1.3mΩ（25℃时）
• 99A负载电流下导通损耗约12.7W
• 经过30分钟99A负载测试，最高温度不超过70℃

‌五、应用场景‌

该设计方案适用于：

• 工业和家庭自动化系统
• 工业及服务器计算设备
• 网络通信和基站电源
• 电池管理系统
• 电动汽车测试环境
• 太阳能发电装置