48V車載システムにおける保護部品（eFuse / 理想ダイオード）

48V車載システムにおいて、eFuse（電子ヒューズ）と理想ダイオードは、システムの信頼性と安全性を支える非常に重要な「ガードマン」の役割を果たします。

従来の12Vシステムで使われていた物理ヒューズや整流ダイオードでは、48V化による大電力化や「アーク放電（火花）」の問題に対処しきれないため、これらの半導体ベースの部品が採用されます。

1. eFuse（電子ヒューズ）：高速遮断と自己復旧

物理的な「溶断」を利用する従来のヒューズに対し、eFuseは内蔵されたMOSFETを高速スイッチングすることで電流を遮断します。

なぜ必要か？
- 超高速遮断: 短絡（ショート）発生時、マイクロ秒（ $1\mu s$ 以下）単位で電流を止めます。48V系は大電力を扱うため、遮断が遅れると配線の発火や他ユニットの破損を招きます。
- アーク防止: 物理的な接点がないため、48Vで問題となる「遮断時の火花」が発生しません。
- インラッシュ電流制御: 起動時にコンデンサへ流れる急激な電流（突入電流）を、スルーレート制御によって緩やかに抑えることができます。
選定基準:
- 定格電圧: ロードダンプ（最大サージ）を考慮し、耐圧70V〜100V程度の製品。
- 診断機能: 電流値をリアルタイムでモニタリングし、上位のマイコンへ情報を送れる「インテリジェント型」が主流です。

2. 理想ダイオード：超低損失な「逆流防止弁」

通常のダイオードには「順方向電圧降下（約0.7V）」があり、大電流を流すと膨大な熱が発生します。理想ダイオードは、MOSFETをダイオードのように振る舞わせる制御ICを使い、この損失をほぼゼロ（数十mV程度）にします。

主な役割:
- 逆接続保護: バッテリーのプラス・マイナスを逆に接続してしまった際、瞬時に回路を切り離して保護します。
- 冗長電源の切り替え（ORing）: 2つの電源（48VバッテリーとDC/DC出力など）を統合する際、電圧の高い方から供給し、もう一方への逆流を防ぎます。
選定基準:
- 低オン抵抗（ $R_{DS(on)}$ ）: 通電時の損失を抑えるため、数 $m\Omega$ 以下の極低抵抗MOSFETと組み合わせます。
- 高速な逆方向遮断: 入力側が短絡した際、出力側のコンデンサから電流が逆流しないよう、500ns以下といった高速でゲートを閉じる性能が求められます。

3. 両者の使い分けと統合

最近では、これら2つの機能を1チップに統合した**「インテリジェント・ハイサイド・スイッチ」**も増えています。

機能	物理ヒューズ / ダイオード	eFuse / 理想ダイオード
反応速度	遅い（ミリ秒オーダー）	非常に速い（マイクロ秒以下）
発熱	高い（電圧降下が大きい）	極めて低い
復旧	部品交換が必要	ソフトウェアでリセット可能
サイズ	大きい（ホルダーが必要）	小型（表面実装）

4. 設計上の注意点（2026年のトレンド）

ISO 21780準拠: 48V車載規格における過渡電圧（最大70V〜100V）に耐える設計が必須です。
ゾーン・アーキテクチャ: 車両を「ゾーン」に分けて電源分配する新設計では、各ゾーンの入り口にこれらを配置し、故障の影響をそのゾーン内だけに閉じ込める設計が標準となっています。

出典：Google Gemini

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