溶断ヒューズを半導体ヒューズに交換する

標準の溶断ヒューズは、大電流が通過すると溶けて、電流を遮断します。図 4 に示す TCC 曲線は、この溶断の動作の特性を示すものです。

接触抵抗、空気温度、電流過渡など多くの要因が、ヒューズの特性に影響を及ぼします。これらの要因により、システム設計者は公称動作電流、動作温度範囲、突入電流、電流過渡形状に基づいて、ヒューズの公称溶断点 I²t (アンペアの 2 乗 / 秒) 定格をディレーティングします。たとえば、ヒューズの公称電流定格を 25% ディレーティングすると、ヒューズが意図せず溶断することを防止できます。

ヒューズベースのディレーティング電流の選択は、ヒューズの温度条件に応じてハーネス内の電流が変化することを意味します。ハーネスの設計者は、特定の温度条件でヒューズの特性によって発生する大電流に対応するため、より大きなワイヤ・ゲージを選択することが必要な場合があります。

ハーネス・ワイヤをさらに最適化する 1 つのアイデアは、I²T 特性を持つ半導体ハイサイド・スイッチ IC を使用することです。典型的なハイサイド・スイッチには過電流保護機能が含まれています。つまり、電流が特定のスレッショルドを超えると、ハイサイド・スイッチは電流をクランプするか、自身を開放するかを行い、下流のワイヤ・ハーネスと負荷を保護します。ハイサイド・スイッチに I²t 機能を追加すると、スイッチは通過する電流に応じて異なるタイミング (具体的には電流の 2 乗) で開放するようになります。I²t ベースの半導体ハイサイド・スイッチを使用すると、ヒューズ特性の変動が小さくなり、ワイヤ・ハーネス・ゲージがさらに最適化されて、ハーネスの重量をさらに軽減できます。