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61 - ELETTRONICA OGGI 485 - APRILE 2020 COMPONENTS EFUSES alle spalle devono ringraziare i fusibili per la longevità dei loro progetti. I fusibili, a differenza dei componenti analoghi, sono dimensionati in base a due parametri: corrente e tempo. Il limite di corrente definisce il limite superiore del flusso di corrente ammesso prima che il fusibile espleti il proprio compito. L’elemento tem- porale consente di sopportare sovracorrenti che si manifestano naturalmente e superano il limite di cor- rente specificato: un esempio tipico sono le correnti di spunto (In-rush current) che si verificano quando un prodotto viene alimentato. Il problema chiave dei fusi- bili si manifesta nel momento in cui fondono: in altre parole, quando un fusibile scatta, qualcuno, ad esem- pio un tecnico di manutenzione, dovrà controllare il motivo per cui il fusibile è scattato, per poi sostituir- lo in sicurezza. Ciò richiede tempo, genera ritardi e, a volte, si tratta di un processo difficoltoso e costoso, in relazione alle modalità di integrazione del fusibile e all’accessibilità degli apparecchi. Spesso si verifica una situazione di sovracorrente a causa di un erro- re dell’utente, ad esempio un corto circuito durante l’inserimento di un dispositivo USB difettoso in un PC o laptop. Anziché utilizzare un dispositivo sacrificabi- le, gli alimentatori di tali dispositivi spesso utilizzano componenti polimerici a coefficiente di temperatura positivo (PPTC). Si tratta di un tipo di resistore a bassa resistenza, il cui valore di resistenza aumenta rapida- mente con il riscaldamento a seguito del flusso ecces- sivo di corrente prodotto da un guasto, limitandone sostanzialmente il flusso. Una volta che il guasto è sta- to rimosso, il dispositivo si raffredda ritornando in una condizione di bassa resistenza assimilabile a quella originale. Nel mondo odierno, caratterizzato dalla di- sponibilità di prodotti elettronici generalmente sicuri, i PPTC forniscono un’adeguata protezione senza richie- derne la riattivazione da parte di un tecnico di assi- stenza dopo che si è verificata la causa più probabile di guasto, ossia l’errore dell’utente. Occorre osservare che nessuno dei due dispositivi è particolarmente ve- loce nell’esecuzione della sua funzione di protezione. I fusibili in genere richiedono un secondo per scat- tare, mentre i PPTC rispondono più velocemente, ma possono richiedere secondi per limitare il flusso di corrente. Mentre i fusibili scollegano gli apparecchi dall’alimentazione, i PPTC consentono comunque il flusso di una piccola corrente anche dopo la loro atti- vazione. Entrambi i dispositivi dipendono anche dalla temperatura operativa dell’ambiente, pertanto in fase di progettazione occorre considerare un derating (in pratica una riduzione delle prestazioni) per garantire il supporto di temperature di funzionamento più elevate. L’introduzione del fusibile intelligente Nel corso degli ultimi decenni la tecnologia dei semi- conduttori è stata utilizzata per migliorare o sostituire una varietà di componenti e, più recentemente, gli eFu- se hanno proseguito s questa strada andando a sosti- tuire i fusibili e i PPTC. Le schede madri dei computer, in particolare le tracce su PCB che alimentano i dischi rigidi SATA o le porte USB, possono trarre notevoli be- nefici dalla protezione offerta dagli eFuse e dalla pos- sibilità di reimpostarli una volta che il guasto è stato riparato utilizzando una semplice interfaccia logica. Gli eFuse utilizzano processi avanzati su silicio grazie ai quali è possibile implementare interruttori MOSFET a bassa resistenza, assicurando basse perdite di potenza quando scorre corrente. I comparatori analogici inte- grati sono in grado di monitorare con precisione il flus- so di corrente e interrompono completamente l’alimen- tazione con tempi di risposta inferiori al microsecondo. Fig. 1 – Circuito di applicazione di esempio per una soluzione di protezione di tipo eFuse