• LinkedIn
  • KONTAKT
  • ANNONCERING
  • PARTNERLOGIN

ElektronikFOKUS

Fokus på elektronik

  • Branchenyt
  • Design & udvikling
  • Events
  • IoT & embedded
  • Komponenter & konnektorer
  • Power
  • Produktion
  • Test & mål
  • Wireless & data
  • Artikler fra Aktuel Elektronik

Artikler fra Aktuel Elektronik06. 05. 2026 | Pia Nielsen

Intelligent kredsløbsbeskyttelse med eFuses

Artikler fra Aktuel Elektronik06. 05. 2026 By Pia Nielsen

Denne artikel ser nærmere på, hvordan siliciumbaserede sikringer (e-fuses) opfylder behovet for intelligent kredsløbsbeskyttelse med smartere, mere sikre og mere effektive løsninger end konventionelle smeltesikringer

Artiklen har været bragt i Aktuel Elektronik nr. 5 – 2026 og kan læses herunder uden illustrationer
(læs originaludgaven her)

Af Norman Röder, Toshiba Electronics Europe GmbH

Siden de tidligste dage for elektricitetsforsyningen har sikringer spillet en betydelig rolle i beskyttelsen af kredsløb mod overstrømme og overbelastninger. Mens de traditionelle (smelte)sikringer var enkle at bruge, så har de dog altid manglet den fleksibilitet og intelligens, som mange moderne elektronikdesigns kræver. Moderne applikationer lige fra industrielle automationsløsninger til forbrugerelektronik kræver avancerede beskyttelsesfunktioner som justérbar strømbegrænsning, termisk shutdown og hurtig respons i forhold til fejl.
Sikringer har længe været simple komponenter, som har kunnet ofres i de tilfælde, hvor der har været overstrømme i kredsløbene. De er designet til at fejle, hvorved de bryder den strøm, der løber i kredsløbet for at beskytte både forsyningskilden samt resten af kredsløbet og det tilsluttede udstyr, så risici for brand fra overophedede halvledere har kunnet undgås, ligesom brugerne bliver beskyttet mod elektriske stød i højvoltsystemer. Men når en sikring er røget, skal hele systemet gennemses, og sikringen udskiftes. Det er kun en lille irritation i tilgængeligt udstyr, men omvendt dyrt og besværligt i forseglet eller fjernt placeret udstyr.
Sikringer med automatisk reset-funktion som polymere positiv-temperaturkoefficient-komponenter (PPTC) løser delvist dette problem. De øger modstanden under fejltilstande for at begrænse strømmen og vender tilbage til en (næsten) normal modstand efter afkøling, hvilket gør dem velegnede til applikationer som USB-porte. PPTC’er har dog ulemper i form af langsomme reaktionstider (ofte flere sekunder), reststrøm, selv når sikringerne trigger, samt følsomhed over for omgivelsestemperaturen, hvilket kræver omhyggelig termisk derating-analyse.
Ud over deres ”engangsdesign” har konventionelle sikringer flere andre begrænsninger. Deres reaktionstider overstiger typisk et sekund. De lider også af toleranceproblemer, da trigger-strømmen kan variere med ±25 procent, hvilket komplicerer en præcis beskyttelse. Håndtering af indkoblingsstrømme (in-rush) udgør også udfordringer og kræver ofte tidsindstillede sikringer for at imødekomme startstrømme.
Moderne elektroniske systemer kræver mere end simpel overstrømsbeskyttelse. Traditionelle sikringer og PPTC’er mangler præcision, tilpasningsevne og fjernbetjeningsfunktioner – funktioner, der bliver stadig mere kritiske i applikationer lige fra forbrugerelektronik til industriel automatisering. For at imødegå disse udfordringer er siliciumbaserede elektroniske sikringer (e-fuses) dukket op som et mere avanceret alternativ, der kombinerer solid-state-pålidelighed med forskellige højtydende, højpræcisionsbeskyttelsesfunktioner, der ikke er mulige med standardsikringer og en mere integreret fejldiagnosticering.

Sådan fungerer e-fuses
En e-fuse bruger en MOSFET-afbryder med lav modstand styret af et integreret strømfølende kredsløb. Når strømmen overstiger en forud defineret grænse, åbner afbryderen inden med nogle få mikrosekunders responstid, hvilket forhindrer overophedning, beskadigelse af strømforsyning, kabler og tilsluttet udstyr langt mere effektivt end konventionelle løsninger. I modsætning til traditionelle sikringer kan e-fuses resettes enten automatisk eller via et signal fra en mikrocontroller, hvilket sikrer en hurtig genopretning og reduktion af downtime.
Som typiske halvlederkomponenter tilbyder Toshibas e-fuse et bredt udsnit af konfigurérbare funktioner ud over den grundlæggende beskyttelse. De inkluderer styring af indkoblingsstrømmen med en justérbar skifthastighed for at forhindre in-rush trigging, en spændingsklemme for at holde udgangsspændingen under en sikker defineret tærskel og en underspændingsspærring (UVLO) for at sikre, at drift kun sker inden for gyldige input-spændinger. De nye e-fuses tilbyder også beskyttelse mod omvendt strøm for at forhindre tilbageløb til kilden, justérbare strømgrænsere skræddersyet til systemkrav samt termisk nedlukning (shutdown) for at forhindre overophedning. Desuden har e-fuses status-feedback og en kontrolgrænseflade til overvågning og remote-reset. Sammen gør disse avancerede funktioner e-fuses ideelle til systemer, der kræver høj pålidelighed, kompakt design og intelligent fejlhåndtering.

Her giver e-fuses den store forskel
Moderne elektroniske systemer leverer ofte strøm til eksterne enheder, der ikke oprindeligt blev designet af producenten, hvilket skaber potentielle risici for overstrøm, kortslutninger og spændingsanomalier. Typiske eksempler inkluderer USB- og SATA-grænseflader i pc’er og bærbare computere, test- og måleudstyr med probeforsyning eller genopladelige batterier samt industrielle systemer som PLC’er, der ofte er underlagt modulære udvidelser (som vist i eksemplet i denne artikel). I alle disse tilfælde giver e-fuses hurtig, præcis og konfigurérbar beskyttelse, hvilket sikrer systempålidelighed og brugersikkerhed.
Integration af en e-fuse er ligetil: Man kan indstille strømgrænsen med en ekstern modstand, konfigurere indkoblingskontrollen med en kondensator samt styre aktivering og UVLO via en enkelt pin til en mikrocontroller-grænseflade. De enkle designtrin giver ingeniører mulighed for at udnytte den avancerede beskyttelse uden nævneværdig kompleksitet.

Fremtidige løsninger
Med introduktionen af ​​Toshibas første e-fuse-serie i 2020 har virksomheden transformeret kredsløbsbeskyttelse fra en passiv sikkerhedsfunktion til en intelligent, konfigurérbar løsning. Sammenlignet med traditionelle sikringer er e-fuse ”ikke-selvopofrende”, de giver en præcis strømbegrænsning og integrerer avancerede funktioner som overspændings- og underspændingsbeskyttelse, termisk nedlukning og in-rush strømkontrol. De kombinerer PPTC’ernes nulstillingsfunktion med hastigheden og nøjagtigheden af ​​solid-state-teknologi, alt sammen i en kompakt, overflademonteret formfaktor, der kun kræver et minimalt antal eksterne komponenter. Overholdelse af standarder som IEC 62368 og UL forenkler yderligere slutproduktcertificering.
Toshiba har løbende udvidet sin e-fuse-portefølje for at imødekomme de nyeste markedsbehov. TCKE8-serien fungerer som fundamentet og leverer kompakt, intelligent beskyttelse. Oven på dét er TCKE9-serien optimeret til forbruger- og IoT-applikationer, der kræver høje nominelle strømme og en kompakt formfaktor. I modsætning hertil er TCKE6-serien designet til industrielle 24V-systemer med en spændingsklassificering på op til 40V. Fremtidig udvikling vil fokusere på produkter designet til 48V højvoltmiljøer, med fokus på applikationer inden for fabriksautomation og strømdistribution.
Efterhånden som strømsystemer bliver stadig mere komplekse på grund af tendenser som IoT, industri 4.0 og arkitekturer med højere spændinger, vil efterspørgslen efter smartere, hurtigere og mere integrerede beskyttelsesløsninger fortsætte med at vokse. Fremtidige generationer af e-fuses vil sandsynligvis have yderligere udvidede spændingsområder til industri- og bilsektoren, forbedrede diagnosticerings- og kommunikationsgrænseflader til forudsigelig vedligeholdelse og integration med systemniveauovervågning for fuldt netværksforbundet strømstyring. Ved at implementere e-fuses i dag kan designere sikre sig, at deres systemer er forberedt til større pålidelighed, sikkerhed og skalerbarhed i morgendagens konnekterede verden.

Billedtekster:
1: Eksempel på et applikationskredsløb med beskyttelse af en e-fuse.

2: Beskyttelse af et USB-ladekredsløb med brug af Toshibas TCKE805NA e-fuse.

Skrevet i: Artikler fra Aktuel Elektronik Tags: beskyttelse, komponenter

Seneste nyt fra redaktionen

Medicinsk ressourcecenter for næste generations healthcare-designs

Design & udviklingIoT & embedded15. 05. 2026

Mouser Electronics gør opmærksom på sit omfattende medicinske ressourcecenter for implementeringsmodne healthcare-værktøjer. Centret giver ingeniører og designere af healthcare-løsninger essourcer til at udvikle avancerede medicinske teknologier og holde sig informeret om nye tendenser, der former

Udvidelse af Würth Elektroniks program af kontakter

Komponenter & konnektorer15. 05. 2026

Würth Elektronik udvider sit program af kontakter. De populære SMT-taster/-kontakter med kort vandring får nu selskab af en ny størrelse/version: “WS-TASV SMT Tact Switch 4.5*3.2 mm”. Tasterne/kontakterne leveres i tre forskellige versioner til varierende tastetryk. Familien af afbrydere til typisk

40 år i Danmark for leverandør af sensor- og automationsløsninger

Branchenyt15. 05. 2026

I denne uge kunne Sick Danmark fejre sit 40-års jubilæum. Siden åbningen den 13. maj 1986 har virksomheden udviklet sig fra sin spæde opstart til en af de førende sensorleverandører på det danske marked. Virksomhedens vækst afspejler udviklingen i dansk industri – fra lav automatisering i

Brødre blev trætte af manuel kvalitetskontrol

BranchenytDesign & udviklingTest & mål15. 05. 2026

På familiens plastfabrik stod brødrene Carl og Mads Fagerlund i perioder og sorterede fejlbehæftede plastprodukter fra i hånden. Arbejdet var ensformigt og krævede fuld koncentration. På et tidspunkt blev de enige om, at det måtte kunne gøres smartere. De begyndte derfor at eksperimentere med

SkyClean Scale-up vinder Årets Innovationsprojekt 2026

AktueltBranchenytDesign & udviklingPower15. 05. 2026

Partnere på tværs af energi- og landbrugssektoren er lykkedes med at udvikle og demonstrere verdens største pyrolyseanlæg på 20 MW til effektiv CO2-fangst og grøn energi. Skyclean Scale-up innovationsprojektet er nu også blevet kåret som vinder af Årets Innovationsprojekt 2026. Prisen blev

Infineon vinder GaN-patentsag mod Innoscience

AktueltDesign & udviklingProduktion15. 05. 2026

Den amerikanske International Trade Commission (ITC) har stadfæstet en tidligere afgørelse om, at den kinesiske GaN-producent, Innoscience, har krænket et Infineon-patent, og har beordret import- og salgsforbud for Innosciences galliumnitridprodukter (GaN) i USA. ITC's endelige afgørelse

Datacentre driver vækst i Nordamerika for OJ Electronics

BranchenytDesign & udviklingProduktionTop15. 05. 2026

Den massive udbygning af datacentre i Nordamerika er blevet en central drivkraft for væksten hos OJ Electronics. Den sønderborgbaserede producent af elektroniske styringsløsninger oplever stigende efterspørgsel på teknologier, der kan sikre stabil og energieffektiv klimastyring i nogle af verdens

Mød HIN A/S på Elektronikmessen 19. – 21. maj i Odense

EventsProduktion13. 05. 2026

På HIN A/S’ stand kan man komme helt tæt på udstyr og løsninger fra nogle af branchens stærkeste producenter: Essemtec Fox Ultra: Kompakt og modulopbygget pick and place maskine til prototyper og high-mix produktion. Unicomp AX8300MAX: Højtydende røntgensystem til hurtig,

Ny nordisk erhvervsalliance skal styrke robusthed og konkurrenceevne

Branchenyt13. 05. 2026

EY er en af de stiftende partnere i Nordic Compass – The Nordic Round Table for Industry, en ny pan-nordisk alliance, der har til formål at omsætte analyser til konkrete fælles initiativer, som skal styrke Nordens konkurrenceevne og robusthed i en stadig mere usikker verden. EY er en del af

NKT A/S 1. kvartal 2026: Rekordhøj ordreindgang og EBITDA på EUR 97 mio.

Branchenyt13. 05. 2026

NKT A/S regnskab for 1. kvartal 2026 viser en rekordhøj ordreindgang og EBITDA på EUR 97 mio. - Med tildelingen af to store projekter med en samlet værdi på over EUR 4,2 mia. opnåede vi i 1. kvartal 2026 den højeste kvartalsvise ordreindgang i NKT’s historie. Ordrerne understreger NKT’s

Tilmeld Nyhedsbrev

/Nyheder

  • InnoFour

    Evertiq Expo Lund

  • Mouser Electronics

    Mouser Highlights Medical Resource Centre for Next-Generation, Deployable Healthcare Designs

  • Elektronikmessen

    AI-agenter revolutionerer elektronikdesign: Softwarelaget bliver vigtigere end nogensinde

  • InnoFour

    Accelerate and Scale Early Validation with Polarion

  • Microchip Technology Inc.

    Næstegenerations 100/1000BASE T1 enkeltpars Ethernet PHY’er integrerer MACsec Security, Time Sensitive Networking og funktionssikkerhed

  • Elektronikmessen

    Ny workshop på Elektronikmessen 2026: Kan 3D print accelerere vejen fra prototype til produktion?

  • HIN A/S

    Nitrogen i elektronikproduktionen – oplev et Airco-demoanlæg på Elektronikmessen

  • Elektronikmessen

    CenSec på Elektronikmessen: Nye muligheder for elektronikbranchen

  • InnoFour

    Efficient Solar Battery Charging System

  • Elektronikmessen

    Mød Prevas A/S på Elektronikmessen 2026

Vis alle nyheder fra vores FOKUSpartnere ›
 
 
 
 

Læs Aktuel Elektronik

Aktuel Elektronik avisforside

Annoncér i Aktuel Elektronik

Medieinformation

KONTAKT

TechMedia A/S
Naverland 35
DK - 2600 Glostrup
www.techmedia.dk
Telefon: +45 43 24 26 28
E-mail: info@techmedia.dk
Privatlivspolitik
Cookiepolitik