之前針對新能源汽車接線盒學習交流時候，朋友提到特斯拉已經大量采用E-Fuse，提升了整車的配電和用電安全；在大功率充電樁文章里面可以看到大量的應用了熔斷器，繼電器等安全配電器件；在介紹BCM時候，提到了高低邊開關；

本文總結下新能源汽車整車配電用電的變化，E-Fuse(Smart Fuse)及其在配電的應用；

本文目錄：

• 新能源汽車配電系統升級
• 什么是E-Fuse，其原理是什么
• E-Fuse的工作邏輯

1新能源汽車配電系統升級

傳統車的配電系統，ECU主要通過保險絲和繼電器完成車載電器的電源控制，包括鑰匙開關繼電器、燈光繼電器、喇叭繼電器等，還有一些常供電的負載直接通過保險絲接蓄電池正極，如下圖

傳統保險絲或者繼電器/熔斷器有如下劣勢

• 傳統的保險絲在保護時會被熔斷或者破壞
• 過流和短路保護速度慢，線束和用電器長時間大電流情形下會加速老化
• 保險絲作為傳統的電器件，無法實現診斷功能
• 繼電器的理想壽命是10萬次，有限制

隨著汽車智能化，電氣化的不斷升級，更小、更輕、更智能、更容易安裝的智能電器盒出現了，特斯拉率先在MODEL 3中采用E-Fuse替代保險絲和繼電器進行配電；

E-Fuse有什么優勢呢？

• 重復使用：通斷操作通過打開和關閉MOSFET來實現的
• 可監測：能實現電流、電壓檢測等功能
• 過壓保護：能限制向后級的輸出電壓
• 過流保護：E-Fuse能夠在電路大幅超過限制電流時，迅速切斷回路，時間僅150us
• 熱保護：過流、過壓情況下都會產生大量的熱量，當溫度超過一定值時，E-Fuse關閉不輸出，從而保護E-Fuse。
• 反向電流阻斷：對于反接，感性負載產生的反向電壓導致的反向電流進行阻斷

那么，采用E-Fuse的系統，有什么優勢呢？

2什么是E-Fuse

E-Fuse，和之前MCU文章介紹的E-Fuse不一樣，這里的E-Fuse，是一種基于半導體實現的，可以提供用電安全保護的電路，一般由MOSFET作為開關，并配置驅動，采樣，保護等電路形成如下是TI基于高低邊開關，或者驅動器+MOSFET實現的E-Fuse方案

如下是集成MOSFET的高邊開關TPS1HA08的框圖

如下是基于驅動DRV8106+外置MOSFET實現的高邊E-Fuse示意圖

3E-Fuse的工作邏輯

小二理解，E-Fuse最重要的一點，是利用了MOSFET的SOA的特性，結合電壓檢測，電流檢測，溫度檢測等，對MOSFET繼續開關；

SOA如下圖

A線  是由導通電阻RDS（on）max[ID=VDS/RDS（on）]限制的區域。該區域一般與ASO區域分開討論。

B線 是受最大額定電流IDC（穩態直流）、ID（pulse）（脈沖）max限制的區域。即：Ids能夠承載最大電流限制的線。

C線 是受通道損耗（Channel dissipation或者Channel loss，ID流經DS這是主要功率產生的功耗）限制的區域，電流和電壓的乘積的最大值，即額定功耗限制的線路。

D線 是Vds的額定電壓相關，受耐壓VDSsmax限制的區域。

E線 是二次擊穿限制， 與雙極晶體管中的二次擊穿區域類型相同，該區域在連續運行或以相對較長的脈沖寬度（幾毫秒或更長）打開的條件下出現。