1、eFuse介紹

eFuse將高速、可復位與低導通電阻(RON)的電路保護功能整合于單個小巧的IC封裝內。

eFuse提供短路保護、可調節過電流保護，以及可調節Inrush current 速率功能。

本文以TOSHIBA公司TCKE812NA為例，介紹使用SaberRD建立eFuse的仿真模型，并針對eFuse的主要功能進行了仿真驗證。

TCKE805/TCKE812特點如下:

1.高精準度(11%)過電流保護功能

2.高精確度(7%)過電壓保護功能

3.快速的短路保護(<200ns)

4.可調的Inrush current

2、TCKE812NA 進行Saber建模

TCKE812NA的功能框圖如上所示，主要功能模塊包括過壓保護模塊，欠壓監控模塊、上電曲線調節模塊、過流保護模塊和邏輯控制模塊。

根據TCKE812NA功能及手冊詳細信息，使用Saber的宏電路建模的方法建立其仿真模型，其頂層symbol和底層電路如下圖所示：

3、TCKE812NA功能仿真驗證

3.1 過壓保護功能

TCKE812NA具有過壓保護功能，當輸入電壓大于15V時，會將輸出電壓鉗位到15V。

TCKE812NA在發生過壓保護時，會主動恢復電壓，如下圖所示。

使用Saber搭建如下電路，進行仿真。

仿真結果如下:

由波形可知，在使能有效的情況下，當輸入電壓超過15V時，芯片會發生過壓保護，將輸出電壓直接關閉。同時輸出電壓會周期性嘗試重新啟動。該仿真特性與手冊結果一致。

3.2 過流保護功能

TCKE812NA通過設置RILIM阻值實現過流保護功能。

TCKE812NA在發生過流后會重復嘗試打開電源。

仿真時，設置RILIM為20K，限流范圍4.44-5.87A，負載在0.3s-0.5s發生過載，仿真結果如下：

過載保護電流5.46A

3.3 短路保護功能

TCKE812NA在檢測到電流大于設置電流的1.6倍時，認為是短路，芯片會迅速關斷電源。

短路保護后，TCKE812NA會繼續重復嘗試啟動電源電壓，如下圖所示。

仿真時，設置0.3s時，發生短路，仿真結果如下。

從仿真結果上看，仿真結果與手冊要求一致。

3.4 電源啟動斜率設置功能

通過設置dvdt管腳對地電容，實現啟動電壓上電時間

設置仿真電路dvdt=1nF，Cout=1uF，負載1A，仿真結果如下，與手冊數據基本一致。

4、總結

本文根據TCKE812NA手冊，使用Saber軟件初步建立了其基本功能模型，并搭建具體測試電路對芯片功能進行了驗證。仿真結果表明使用Saber搭建的模型能夠實現TCKE812NA的主要功能。由于時間倉促，模型的熱保護功能以及模型精度調整有待后續提高。