Littelfuse幫您應對USB-C威脅
作為全球排名第一的電路保護品牌,Littelfuse為客戶提供享譽世界、頂級性能的電子、電信、汽車和電氣行業品牌產品。在慕尼黑上海電子展上,Littelfuse分別展示了其較新的產品和技術,其中包括Littelfuse過去一年在汽車電子、LED照明、數據中心和云基礎設施,建筑/家居自動化和物聯網,白色家電等方面的突出研究成果。
Littelfuse亞太區銷售副總裁Peter Kim先生表示:“Littelfuse是電路保護的全球領軍企業,在電源控制和感應方面擁有不斷增長的全球平臺。我們正在給許多快速發展的行業帶來新的產品和技術,我們希望通過加大創新技術投入促進全球領域的智能制造,特別是支持中國制造2025!
除了新產品與技術的展示,Littelfuse同期舉行了三場精彩的技術演講:高可靠性電動汽車的電路保護、USB-C的威脅和保護,以及采用TMR技術的汽車傳感器以及實現更加舒適和節能的駕駛的電子解決方案。
針對USB-C的威脅和保護的問題,記者采訪了Littelfuse資深技術行銷工程師游恭豪,討論了從業界到消費者廣泛關注的一些問題。
USB-C帶來的問題
游恭豪與記者探討了當USB-C電路失效時,如何建立安全且可靠的保護機制,減少因為過熱而造成使用者受傷或裝置損壞。
他首先介紹說,USB-C可廣泛應用在高速數據連接與高功率電源傳輸,從手機、計算機,到顯示器都能看見其身影。USB-C之所以如此受歡迎,日漸普及,在于其靈活設計的不同功能能夠滿足不同使用者的需求。其4個優勢包括:小巧且正反可插的連接;功率高達100W;高速數據;以及交替模式。
游恭豪指出,USB-C給設計人員帶來了獨特的挑戰,包括0.5毫米針腳間距的緊湊設計;10 Gbps的USB 3.1 Gen2;USB-PD高達100 W;對不受控制過熱污染敏感的風險;以及曾有報道電纜和設備的熱損傷(燃燒)。
他解釋,即使是合格的USB-C線材或裝置仍有過熱的危險。常見的失效模式包括:人體接觸帶來的ESD靜電放電;熱插拔和拔去插頭時的浪涌;針腳彎曲和電纜磨損引起的過載電流;棉絮、水、泥土灰塵等一起的連接器污染造成的過熱現象。因此,USB-C插頭易發生危險的過熱問題。
在分析了臟污造成的連接器過熱時,游恭豪表示,大量熱量可導致連接器損壞,可能的故障位置是接觸電阻增加(A點)和絕緣電阻降低(B點)。其原因在于接觸針腳污染、變形、磨損、銹蝕等;或是小的異物,如金屬粒子、頭發、皮毛、液體等進入連接器。
Littelfuse幫助降低USB-C的風險
游恭豪告訴記者,Littelfuse的PTC的解決方案可以幫助降低USB-C的風險。自恢復型PTC可以提供過熱保護,利用其電阻值隨著環境溫度上升而增加的特性, 達到中斷USB電流的目的。臟污造成連接器發熱的基本原理是由于接觸針腳的污染/變形造成接觸電阻(R)增加,伴隨著USB Type-C的充電電流(i)增加到3A/5A,便產生可觀的熱來自接觸針腳(i2R)。
他介紹說,Littelfuse提供USB插頭里面的PTC,為USB插頭/插座提供過熱保護。
Littelfuse是SMD可恢復PTC作為USB-C過熱保護的陣容如下表所示。
ESD靜電保護怎樣做才能合規
IEC 61000-4-2標準是國際電工委員會所頒布的一個基礎性標準,它適合于各種電氣與電子設備的電磁兼容性系統級測試。游恭豪說,對于USB,常用的測試級別是±8kV接觸放電和±15kV空氣放電,而USB類型所需的ESD保護是所有USB類型,包括USB Source主端口、USB Sink從端口和USB電纜。TVS二極管陣列可以提供ESD保護。
游恭豪強調,所有USB線路/針腳的設計都需要考慮ESD保護。為USB優化的解決方案是采用小封裝的TVS二極管陣列,它可以承受高浪涌和ESD,經由低鉗位電壓和超低電容。
另一個問題是信號完整性,這是高速數據傳輸的關鍵。電纜組件插入損耗要求是:USB 3.1 Gen 2為-5.8 dB @ 5 GHz,1米電纜,USB 3.1 Gen 2為-11 dB @ 10 GHz,1米電纜;Littelfuse超低電容(0.1pF)TVS二極管陣列僅有-1
dB @ 5 GHz和-3 dB @ 10 GHz的損耗,對USB眼圖的影響降到較低。
根據USB-C的連接器的ESD、過熱、過流保護要求,每一個針腳都需要保護,因此必須挑選一個完美的方案
游恭豪較后總結道,USB Type-C連接器正在取代所有其他連接器,但臟污容易導致過熱故障,而可恢復SMD PTC有助于防止過熱。通過采用超低電容較小封裝的TVS二極管陣列提供的強大的ESD和耐浪涌解決方案可以有效防止ESD事件,確保較佳的信號完整性。Littelfuse為USB-C提供了各種保護器件和保護類型。
在Littelfuse網站,工程師可以找到一些相關文獻設計和選擇指南,如電子產品選擇指南,包括所有Littelfuse技術、所有產品規格和應用的快速參考;還有系統級ESD設計指南,討論了多個應用,如:USB1.1/2.0/3.0、HDMI和DVI、音頻(揚聲器/麥克風)、鍵盤/按鈕,等等。以及USB3.1 Type-C保護解決方案,如PTC和TVS二極管陣列解決方案快速參考。
相關閱讀:
- ...2018/06/04 14:50·適用于高電壓汽車應用 Littelfuse新推出500VDC SMD保險絲 提供高達1500A短路保護
- ...2018/04/16 09:39·Littelfuse推出業內封裝尺寸較小的單向瞬態抑制二極管陣列, 可保護I/O和電源端口免于ESD損壞
- ...2018/01/25 10:50·Littelfuse新推經過擴展的碳化硅肖特基二極管產品系列,可降低開關損耗,提高效率和耐用性
- ...2017/04/17 10:14·DynamIQ世界中的big.LITTLE
- ...2017/03/31 09:40·Littelfuse 和 Monolith完美亮相 2017 APEC 會議,全力準備 2017 歐洲 PCIM 大會
- ...2017/01/17 09:34·英飛凌依托LITIX™ 系列LED驅動器助力結構緊湊、經濟實惠的LED汽車頭燈
- ...· Efinix® 全力驅動AI邊緣計算,成功推出Trion™ T20 FPGA樣品, 同時將產品擴展到二十萬邏輯單元的T200 FPGA
- ...· 英飛凌亮相進博會,引領智慧新生活
- ...· 三電產品開發及測試研討會北汽新能源專場成功舉行
- ...· Manz亞智科技跨入半導體領域 為面板級扇出型封裝提供化學濕制程、涂布及激光應用等生產設備解決方案
- ...· 中電瑞華BITRODE動力電池測試系統順利交付北汽新能源
- ...· 中電瑞華FTF系列電池測試系統中標北京新能源汽車股份有限公司
- ...· 中電瑞華大功率高壓能源反饋式負載系統成功交付中電熊貓
- ...· 中電瑞華國際在電動汽車及關鍵部件測評研討會上演繹先進測評技術