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ELETTRONICA OGGI 502 - MAGGIO 2022 58 COMPONENTS PROTECTION ICS cortocircuito. Il solo mercato dei termistori PTC, stando a un’analisi di mercato pubblicata da The Insight Partners , l’anno scorso ha fatturato 372,06 milioni di dollari e,con un tasso composto di crescita annuale del 3,6%, si dirige verso quota 475 milioni di dollari entro il 2028. Le soluzioni circuitali discrete di uso più comune sono i circuiti di livellamento (clamper) e di risposta alle sovratensioni. Spesso il progettista è costretto a sviluppare soluzioni ad hoc che vanno dal semplice “crowbar” con riferimento a diodo Zener, alla variante con diodo programmabile fino a soluzioni ibride che fanno uso di IC dedicati per un preciso innesco e un corretto pilotaggio dei tiristori a protezione del circuito. La crescente sofisticazione dei circuiti da proteggere ha portato allo sviluppo di circuiti di protezione più flessibili che permettano di limitare le correnti di avvio, applicare gradualmente la tensione di alimentazione, gestire le condizioni di sovraccarico e cortocircuito e monitorare la temperatura dei componenti critici. eFuse: piccoli e flessibili La miniaturizzazione e i bassi consumi richiesti dalle apparecchiature portatili impongono vincoli all’ingombro su PCB del circuito di protezione e questo ha a sua volta portato all’affermazione di soluzioni integrate su singolo chip che vanno sotto il nome di eFuse. Questi componenti di supervisione delle linee di alimentazione sono soliti integrare anche i FET che si occupano di bloccare o lasciar passare la corrente e offrono numerose funzionalità di protezione che possono essere configurate in maniera flessibile. Secondo uno studio di Transparency Market Research , il fatturato del mercato globale degli eFuse, stimato in 2,28 miliardi di dollari nel 2020, sarebbe destinato a crescere con un Cagr stimato del 3,5% tra il 2021 e 2031, spinto in larga parte dalla domanda di dispositivi consumer di nuova generazione e di alimentatori. Per il 2031 si prevede un fatturato globale di 3, 3 miliardi di dollari. Il valore del solo mercato Asia-Pacifico, dove sono presenti alcuni tra i principali produttori, sarà di 1,22 miliardi di dollari nel 2031. A richiedere eFuse sono principalmente computer portatili, tablet, smartphone, dispositivi indossabili, dischi fissi meccanici e allo stato solido, switch per telecomunicazioni e schede elettroniche con inserzione a caldo. I principali vantaggi del passaggio alla soluzione eFuse comprendono la possibilità di realizzare soluzioni di protezione sofisticate, con livelli di tensione e corrente accurati, tempi di reazione minimi, minimizzazione degli ingombri, riduzione dei costi e tempi di manutenzione grazie alla gestione intelligente dei guasti e al riarmo automatico. Fig. 2– Il chipTPS16530di Texas Instruments èuneFuse industriale per tensioni comprese tra 4,5 V e 58 V e correnti fino a 4,5 A Quella che segue è una limitata selezione di alcuni degli eFuse di introduzione relativamente recente. TPS1663 (Texas Instruments) L’eFuse TPS16530 di Texas Instruments è un chip di protezione dei circuiti con alimentazioni comprese tra 4,5 V e 58 V che è in grado di gestire correnti fino a 4,5 A. Disponibile nei contenitori HTSSOP e VQFN a 20 pin, contiene al suo interno anche il FET di controllo con una resistenza Ron di 31 mOhm. Il circuito è in grado di proteggere la fonte di alimentazione, il carico e se stesso con impostazioni accurate e configurabili dei valori di sovracorrente, corrente di corto circuito, slew-rate della tensione di uscita e UnderVoltage LockOut (UVLO). La linea di alimentazione èmonitorata con un’accuratezza del 2% per condizioni di sottotensione e sovratensione, rendendo superfluo il ricorso a un ulteriore chip di monitoraggio del bus di alimentazione. Se usato su schede con inserzione a caldo (hot swap), il chip permette di limitare il transitorio di corrente all’inserzione e di programmare lo slew-rate della tensione erogata al carico tramite il pin dVdT. Il valore di sovracorrente è selezionabile con una tolleranza massima di ±7%, mentre il tempo di intervento rapido (1 μs nominale) in caso di cortocircuito permette di proteggere il carico in maniera affidabile. In caso di sovracorrente il chip è in grado di effettuare uno shutdown controllato se la temperatura sale oltre livelli critici. La corrente a riposo in shutdown è di 21 μA. Questo eFuse è pensato per l’impiego in amplificatori di potenza (PA) nella sezione radio dei circuiti di telecomunicazioni, nei dispositivi elettromedicali, nelle stampanti industriali e nei pannelli di controllo degli impianti antincendio.