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怎样给USB type c连接器做ESD保护

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怎样给USB type c连接器做ESD保护

发布日期:2018-12-26 编辑: 点击:

    怎样给USB type c连接器做ESD保护USB type c

    若您是一名设计师,担任将系统中的USB端口迁移到最新的USB标准和USB type c连接器,那么您或许已考虑过一些工作。
    ESD保护
    首要,与从外部将连接器露出给用户的一切系统相同,您的系统需具有世界电工委员会(IEC)61000-4-2静电放电(ESD)保护。您还需求保护比曾经的USB Type-A或USB Micro-B连接器更多的信号引脚。24引脚USB type c连接器(图1)需求为两个差分对(D + / D-)提供ESD保护,用于USB 2.0数据;四个差分对用于最高可达20Gbps(TX / RX)的超高
    速数据总线、边带使用(SBU)引脚和两个装备通道(CC)引脚,用于检测电缆方向。
    USB type c 连接器
    过压保护
    其次,跟着高达100 W USB电源输出(PD)的引进,VBUS引脚现在可承载高达20V的电压电平。若VBUS短路到相邻的CC,或许对下贱USB type c控制器或SBU引脚构成严峻损坏。为避免硬件系统毛病,除ESD保护之外,连接器还需求过电压保护。听起来很简单,是吗?
    考虑到过压保护(OVP)工作的危险,ESD二极管自身也有必要能够接受20VDC。目前许多较高耐压保护选项在电压过高时钳位,在IEC ESD触发工作中保护下贱控制器。现在考虑当电缆存在于连接器处(或当电缆不存在)时,短路到VBUS工作中对系统的影响。当电缆引起或许逾越40V的振铃时,解决方案有必要保护系统。简而言之,坚固的USB type c连接器保护不只需求标准ESD二极管,而且需求具有更高电压、直流耐受的瞬态电压抑制器(TVS)二极管。
    需求在OVP和IEC ESD保护的连接器进行系统保护,可是一个无缺的USB type c端口保护解决方案应该使您的系统符合新的USB标准的标准。例如,若您的系统利用USB type c的新功用(例如支撑超高速通讯),则USB type c标准要求CC线路上的VCONN支撑为活动电缆供电。要使OVP解决方案在CC线路上运行,有必要支撑经过5.5VDC电源轨。端口保护还有必要具有低导通电阻(RON),以保证电源轨上的总压降不逾越USB标准要求。
    若您的系统是电池供电型,依托Type-C连接器作为电源,则解决方案有必要保护CC线路免受过压状况,即便在电池电量耗尽的情况下也是如此。
    这些及其他杂乱场景得出一个鲁棒的解决方案,保护USB type c端口不像增加ESD保护二极管和OVP FET那么直接易见。OVP FET需求接受由高压离散TVS二极管给出的钳位电压,这使得FET本钱高且体积大,具有较低的RON要求。这使得离散完成变得杂乱且本钱贵重,一起在USB type c连接器的紧凑尺度周围耗费的占用面积也很大。
    最后,若您正在阅读此文,可自己考虑,“我的系统很简单,因为它不支撑更高瓦数(> 15W)的PD功用,彻底符合<15W PD的标准,”留意已发现市场上大百分比的USB type c电缆和适配器不符合标准,而其他类型或许有毛病。即便在5V系统中,在与控制器的PD洽谈之前,也存在或许发生高达20V的短路至VBUS的危险。就像这样,系统损坏,您的产品声誉将会受损。

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