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    走近type-c貼片公頭過壓保護設(shè)計解決方案

    發(fā)布時間：2021-07-10點擊量：

     現(xiàn)在國內(nèi)有很多生產(chǎn)type-c貼片公頭廠家，他們不僅僅可以為各手機品牌代加工，生產(chǎn)各種各樣的c型usb接口，還可以自主設(shè)計和生產(chǎn)帶有c型usb接口的產(chǎn)品，例如充電器等。我們都知道c型usb接口能夠傳輸較大的電流，可以為電子設(shè)備實現(xiàn)快充。為了提高type-c貼片公頭使用的安全性，需要設(shè)計過壓保護。

     

    實現(xiàn)type-c貼片公頭過壓保護的方法很簡單，只需在管腳線路上放置過壓保護芯片即可。當(dāng)在這些線路上檢測到高于芯片閾值的電壓時，可以斷開內(nèi)部高壓電源開關(guān)，同時系統(tǒng)的其余部分與連接器上存在的高壓狀態(tài)隔離。CC和SBU通道過壓保護方法跟這個原理相似，但通道功能不同，需要分開處理。

    usb 3.1 type-c公頭

    CC通道是type-c貼片公頭的配置通道，其功能包括檢測正負插頭、檢測usb連接、識別可提供的電壓和電流、建立和管理usb設(shè)備與VBU的連接等。CC通道上的電源開關(guān)管由電池供電，在正常供電情況下，串聯(lián)在CC通道上的電源開關(guān)管就像導(dǎo)線一樣導(dǎo)電，不會影響type-c貼片公頭CC通道的配置。但電源不足，功率開關(guān)管就會自動斷開，導(dǎo)致CC通道檢測功能受阻，從而影響c型usb接口的電流傳輸，導(dǎo)致充電器等設(shè)備無法充電。為了解決開關(guān)管斷開的過電壓保護問題，還可以建立usb設(shè)備與VBUS的連接，并繼續(xù)給電池充電，在電源開關(guān)管和下拉電阻器RD前面。此RD電阻器在電源開關(guān)斷開時有效，輸入為串行RD對地；當(dāng)開關(guān)管連接時，RD無效，并斷開輸入端子與接地的連接。

     

    實施ESD保護所有usb系統(tǒng)是好的設(shè)計實踐，除了影響所有usb系統(tǒng)的ESD風(fēng)險之外，usb type-c還引入了一些獨特的故障模式。 這些模式是由于兩個因素的組合：USB PD高功率傳輸和緊湊幾何。

     

    傳統(tǒng)usb系統(tǒng)可以采用USB PD實現(xiàn)的高功率傳輸，只要它們采用usb2.0或3.0通信協(xié)議。 然而，非usb type-c應(yīng)用程序的故障風(fēng)險在一定程度上通過傳統(tǒng)usb連接器的更寬松的幾何形狀來減輕。

    usb 3.1 type-c立插公座

    usb type-c連接器在a型連接器的四分之一的引腳之間具有間距。 降低的引腳間距增加了在受到高電流/電壓的同時扭絞電纜或拆卸連接器的可能性會導(dǎo)致災(zāi)難性的短路。 連接器內(nèi)的碎屑積聚可能會產(chǎn)生類似的災(zāi)難性影響。

     

    此外，type-c的普及也產(chǎn)生了廣泛的第三方電纜和電源適配器。 其中許多不能處理由usb type-c和USB PD標(biāo)準(zhǔn)支持的高電流。

     

    與其他版本的usb技術(shù)相比，緊湊型連接器，碎片和不符合電纜的耦合高電流/電壓的機械應(yīng)力增加了usb type-c系統(tǒng)短路的風(fēng)險。 如果連接器的相鄰VBUS和CC或SBU引腳之間發(fā)生短路，下游電路可能會受到20伏特浪涌的損害。

     

    言而簡之，具有USB PD的USB C型系統(tǒng)可承載20伏和5安培。結(jié)合具有窄引腳間距的緊湊型連接器和插座，如此高的電壓和電流放大了短路的風(fēng)險（特別是在與VBUS導(dǎo)軌相鄰的CC和SBU引腳上），使OVP保護成為必需?？梢允褂梅至⒔M件實現(xiàn)usb type-c系統(tǒng)的綜合ESD和OVP，但是這種方法可以產(chǎn)生數(shù)十個組件的解決方案，這些組件可能難以適應(yīng)BOM和分配給解決方案的空間。將ESD和OVP電路集成到單個芯片中的替代方法大大簡化了設(shè)計并降低了解決方案的尺寸。