將過壓保護芯片(OVP)串聯放置在管腳線路上。當在這些線路上檢測到高於 OVP 閾值的電壓時,其內部高壓功率開關管斷開,並且將系統的其餘部分與連接器上存在的高壓狀態隔離。
CC和SBU通道過壓保護方案是類似的,但通道功能有差異,需要分別處理。
CC通道是Type-C的配置通道,它的作用有檢測正反插,檢測USB連接,識別可以提供多大的電壓和電流,USB設備與VBUS的連接建立與管理等。CC通道上的功率開關管是由電池供電的,在供電正常的情況下,串接在CC通道上的功率開關管導通,就像一根導線,不會影響CC通道的配置。但供電不足時,功率開關管是斷開的,CC通道檢測不到下游電路中的下拉電阻RD,USB設備與VBUS斷開連接,電池就不能充電,電力不足,功率開關也就不能導通,VBUS和USB設備連接的條件是源設備能檢測到5.1K 的下拉電阻RD,爲了解決過壓保護開關管斷開時仍然能建立USB設備與VBUS的連接,並持續給電池充電,在功率開關管前面加一個下拉電阻RD。這個RD電阻在功率開關管斷開的時候有效,輸入串接RD到地;當開關管導通時,RD無效,斷開輸入端到地的連接。
SBU通道爲了兼容USB2.0的D+/D-通道,帶寬設計爲800MHz以上,這就要求降低通道上的寄生電容。通道上的寄生電容主要來自靜電保護的ESD管和開關管。
艾爲設計的小電容ESD很好地降低了SBU通道上的寄生電容,是SBU通道帶寬做高的關鍵。同時還優化了開關通道走線和PAD佈局,進一步減小寄生電容。
實際測試結果表明SBU通道能很好地傳輸USB2.0數據,下圖是USB2.0眼圖測試結果。
2.浪涌保護
由於短路、熱插拔或設備故障都有可能引起浪涌。所以Type-C接口的每個引腳都需要有TVS保護,內置或者外置。內置的TVS可以省去外部的貼片TVS,節省了PCB板面積,降低了客戶選擇高壓TVS的難度。TVS管可以泄放浪涌能量,降低浪涌電壓,有效保護下游電路。
TVS的啓動電壓必須大於OVP功率開關管的DC工作電壓,泄放浪涌的嵌位電壓小於開關管擊穿電壓;浪涌管的尺寸足夠大可以泄放能量而不發生熱燒燬。
浪涌保護的原理是接口發生浪涌,浪涌電壓大於浪涌管的啓動電壓,TVS管開始泄放能量,接口端電壓被嵌住,泄放的能量越大,電流在通路上由於寄生電阻產生的壓降越大,嵌位電壓也被擡高,嵌位電壓不能大於OVP開關的擊穿電壓。發生浪涌時,接口端也會發生過壓,這時OVP開關管斷開,保護下游電路不受損壞,OVP開關管過壓斷開的速度越快,OVP開關管輸出的殘壓越低,越能保護下游電路。
蘇州UG环球视讯是一家專業從事連接器、連接線設計和生產的製造商,致力於連接器的設計開發十餘年,並努力成爲行業中的領航者,傳統連接器主要有BTB、FPC、Wafer, Card-reader、RJ45、RJ11、USB、HDMI、Type C、type C Cable等;汽車類有FAKRA、HSD等智能駕駛通訊相關產品。爲客戶提供具有競爭力的方案與產品,爲中國創造貢獻力量。