3 エンタープライズ サーバーシステムの例

eFuse は、入力保護とホットスワップ機能を実現するために、フロントエンドのラック サーバー モジュールで広く使用されています。図 2に、ラックサーバーの代表的な電力分配アーキテクチャを示します。ここでは、入力は 12V バックプレーンから供給され、eFuse からすべてのダウンストリーム負荷に分配されます。バックプレーン、PCB パターン、およびインターフェイス コネクタを含むパワー パスにより、寄生インダクタンス (L) が発生し、故障イベント中に意図しない過渡電圧が発生することになります。

図 3 に示すように、L が eFuse に及ぼす影響を定量的に分析してみましょう。出力短絡の場合、eFuse は 1µs 内にある約 200A (過電流) から 0A (保護のためのシャットオフ) まで大電流を瞬時に割り込みます。その結果、式 1 に示すように大きな電流過渡 (di/dt) が発生します。

この電流は、寄生インダクタンスのエネルギーとして捕捉され、式 2 で表されるサージを生成します。

この -20V のサージを 12V 入力電源に直列接続し、実質的に 32V の正の電圧スパイクを生成します。これは、テキサス・インスツルメンツ (TI) の TPS25984B eFuse の VIN の絶対最大定格 20V を上回ります。同様に、出力インダクタンスによって、出力に負の電圧スパイクが生じます。

これを防止するために、過渡電圧サプレッサ (TVS) ダイオードによって正側の電圧がクランプされ、低順方向電圧のフリーホイール ショットキー ダイオードによって負側の電圧がクランプされます。システム保護の信頼性を確保するには、これらの部品を慎重に選択する必要があります。