深入解析 onsemi NIV3071 4 通道 eFuse

在电子设计领域，保护下游负载免受输出短路、过载和过流事件的影响至关重要。onsemi 的 NIV3071 4 通道 eFuse 就是这样一款出色的产品，下面我们就来深入了解它。

文件下载：NIV3071-D.PDF

产品概述

NIV3071 是一款 4 通道、60V、每通道 2.5A 的 eFuse，它采用高端配置，每个通道都能独立控制，通过相应的使能引脚进行操作。该 eFuse 通过一个通用的低电平有效故障引脚来传达状态信息，具备内部软启动延迟、跳闸时间控制以及所有通道通用的可调电流限制设置等特性。而 NIS3071 则是 NIV3071 的工业级、引脚对引脚等效产品。

产品特性

多通道独立控制

NIV3071 拥有 4 个独立通道，每个通道的电流能力为 2.5A，能够满足不同负载的需求。这种独立控制的设计，使得各个通道之间相互独立，一个通道出现问题不会影响其他通道的正常工作。

热保护功能

每个通道的功率器件都具备热保护功能，当通道 FET 的温度超过芯片预设的 175°C 限制时，该通道会自动关闭，从而保护器件不受损坏。

无需外部电流分流器

这一特性简化了电路设计，降低了成本和电路板空间的占用。

数字使能引脚和故障引脚

采用高电平有效的数字使能引脚，方便对通道进行控制。而开漏通用故障引脚则能及时向系统控制器发出过流事件信号，便于及时采取措施。

可调过流限制和开启时间控制

所有通道的过流限制和开启时间都可以进行调整，工程师可以根据具体应用场景进行优化设置，提高系统的灵活性和可靠性。

汽车级认证

该器件通过了 AEC - Q100 认证，并且具备 PPAP 能力，适用于汽车等对可靠性要求较高的应用场景。同时，它是无铅的，符合 RoHS 标准。

典型应用

NIV3071 的应用范围非常广泛，包括但不限于以下几个方面：

• 汽车领域：如汽车车身控制模块、电源分配箱、汽车区域控制器等，能够为汽车电子系统提供可靠的保护。
• 负载保护：可用于负载/线束保护、汽车中低功率负载的保护。
• 通用应用：作为通用高端负载开关、功率放大器保护以及电机驱动保护等。

引脚功能

Pin	Function	Description
1	OUT1	通道 1 的输出电压
2	IN1	通道 1 的输入电压
3	IN2	通道 2 的输入电压
4	OUT2	通道 2 的输出电压
5	FAULT	低电平有效开漏故障引脚（上拉至 5V、3.3V 或 1.8V 外部逻辑电源，使用 15kΩ 电阻）
6	dvdt	开启时间/浪涌电流控制（连接电容到地以控制输出转换速率）
7	ILIM	连接 RLIM 电阻到地以设置所有通道的电流限制
8	GND	接地
9	OUT4	通道 4 的输出电压
10	IN4	通道 4 的输入电压
11	IN3	通道 3 的输入电压
12	OUT3	通道 3 的输出电压
13	EN4	通道 4 使能，高电平有效，内部上拉
14	EN3	通道 3 使能，高电平有效，内部上拉
15	EN2	通道 2 使能，高电平有效，内部上拉
16	EN1	通道 1 使能，高电平有效，内部上拉
PAD	GND	接地

电气特性

功率 FET

• 导通电阻：在 (TJ = 25^{circ}C) 时，每通道的导通电阻 (R{DS(ON)}) 为 80 - 155mΩ。
• 连续电流：在 (T_A = 100^{circ}C) 且单通道工作时，每通道的连续电流为 2.5A。
• 关态泄漏电流：在 (V{IN} = 48V)，(V{EN} = 0V) 时，每通道的关态泄漏电流较小。

热保护

• 关断温度：当通道 FET 的温度达到 175°C 时，该通道会自动关闭。
• 热滞回：通道 FET 温度降低 27°C 后，关闭的通道会自动开启（自动重试版本），锁存版本则需要手动复位。

过流保护

过流保护电路通过 (I{TH}) 和 (I{CB}) 来定义允许的过流范围。(I{TH}) 由 (R{LIM}) 电阻设置，(I{CB}) 是 (I{TH}) 的 2 倍。当负载电流超过 (I_{CB}) 时，相应通道的 FET 会关闭。

开启时间控制

默认的开启斜坡时间约为 1.5ms，可以通过在 dvdt 引脚添加外部电容来修改开启时间。

逻辑输入/输出

• 使能引脚：高电平有效，当 ENx 引脚被外部电路拉低时，相应通道关闭；当 ENx 引脚被拉高或浮空时，通道开启。
• 故障引脚：开漏低电平有效，当发生热关断、过流跳闸等事件时，故障引脚会被拉低。

应用信息

基本操作

当输入电压施加到任何 INx 引脚时，设备会根据控制电路的限制将输入电压施加到连接到 OUTx 引脚的负载上。也可以将多个通道并联，以获得更高的总输出电流。当某个通道不使用时，将 INx 和 ENx 引脚接地。

过流保护

过流保护电路会监控负载电流，只要电流在 (I{TH}) 和 (I{CB}) 定义的允许范围内，负载就可以正常工作。当电流超过 (I{CB}) 时，相应通道会关闭。此外，还有过流跳闸定时器，当负载电流超过 (I{TH}) 时开始计时，达到预定时间后通道关闭。

开启时间控制

开启时间电路以线性控制速率提升输出电压，以限制峰值浪涌电流。通过在 dvdt 引脚连接电容，可以调整开启时间。

使能控制

使能引脚提供数字接口来控制通道状态。在输出具有高电感的应用中，建议将 ENx 引脚拉高。保护电路（如过流限制功能）会优先于使能引脚的功能。

故障信号

FAULT 引脚是开漏低电平有效引脚，用于向系统控制器发出过流事件信号。故障清除后，引脚会浮空或被外部上拉电阻拉高。

热保护

NIV3071 每个通道都有独立的内部温度传感电路，当 FET 温度达到 175°C 时，相应通道会关闭，温度降低 27°C 后自动开启（自动重试版本）。

瞬态保护

在短路或过流故障时，设备会变成开路以中断电流。如果系统中存在电感，可能会产生瞬态电压，超过数据手册的最大电压额定值。可以使用瞬态电压抑制器（TVS）和肖特基二极管来保护设备，同时电容也可以帮助吸收瞬态电压。

订购信息

Part Number	Shutdown Version	Package	Shipping
NIV3071MTW3TWG*	Latch	WQFNW16 5x6 mm (Pb - Free) (Wettable Flank)	5000 / Tape & Reel
NIV3071MTW4TWG*	Auto - R	WQFNW16 5x6 mm (Pb - Free) (Wettable Flank)	5000 / Tape & Reel
NIV3071MTW5TWG*	Latch	WQFNW16 5x6 mm (Pb - Free) (Wettable Flank)	5000 / Tape & Reel
NIV3071MTW6TWG*	Auto - R	WQFNW16 5x6 mm (Pb - Free) (Wettable Flank)	5000 / Tape & Reel

总的来说，onsemi 的 NIV3071 4 通道 eFuse 是一款功能强大、性能可靠的产品，适用于多种应用场景。在实际设计中，工程师可以根据具体需求合理使用其各项特性，以提高系统的安全性和稳定性。大家在使用过程中有没有遇到过类似 eFuse 的实际应用问题呢？欢迎在评论区分享交流。