作為全球排名第一的電路保護(hù)品牌，Littelfuse為客戶提供享譽(yù)世界、頂級性能的電子、電信、汽車和電氣行業(yè)品牌產(chǎn)品。在慕尼黑上海電子展上，Littelfuse分別展示了其較新的產(chǎn)品和技術(shù)，其中包括Littelfuse過去一年在汽車電子、LED照明、數(shù)據(jù)中心和云基礎(chǔ)設(shè)施，建筑/家居自動化和物聯(lián)網(wǎng)，白色家電等方面的突出研究成果。 

Littelfuse亞太區(qū)銷售副總裁Peter Kim先生表示：“Littelfuse是電路保護(hù)的全球領(lǐng)軍企業(yè)，在電源控制和感應(yīng)方面擁有不斷增長的全球平臺。我們正在給許多快速發(fā)展的行業(yè)帶來新的產(chǎn)品和技術(shù)，我們希望通過加大創(chuàng)新技術(shù)投入促進(jìn)全球領(lǐng)域的智能制造，特別是支持中國制造2025。”

除了新產(chǎn)品與技術(shù)的展示，Littelfuse同期舉行了三場精彩的技術(shù)演講：高可靠性電動汽車的電路保護(hù)、USB-C的威脅和保護(hù)，以及采用TMR技術(shù)的汽車傳感器以及實(shí)現(xiàn)更加舒適和節(jié)能的駕駛的電子解決方案。

針對USB-C的威脅和保護(hù)的問題，記者采訪了Littelfuse資深技術(shù)行銷工程師游恭豪，討論了從業(yè)界到消費(fèi)者廣泛關(guān)注的一些問題。

 

USB-C帶來的問題

       游恭豪與記者探討了當(dāng)USB-C電路失效時，如何建立安全且可靠的保護(hù)機(jī)制，減少因?yàn)檫^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(yīng)用在高速數(shù)據(jù)連接與高功率電源傳輸，從手機(jī)、計(jì)算機(jī)，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(shè)計(jì)的不同功能能夠滿足不同使用者的需求。其4個優(yōu)勢包括：小巧且正反可插的連接；功率高達(dá)100W；高速數(shù)據(jù)；以及交替模式。

游恭豪指出，USB-C給設(shè)計(jì)人員帶來了獨(dú)特的挑戰(zhàn)，包括0.5毫米針腳間距的緊湊設(shè)計(jì)；10 Gbps的USB 3.1 Gen2；USB-PD高達(dá)100 W；對不受控制過熱污染敏感的風(fēng)險；以及曾有報道電纜和設(shè)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(xiàn)象。因此，USB-C插頭易發(fā)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(dǎo)致連接器損壞，可能的故障位置是接觸電阻增加（A點(diǎn)）和絕緣電阻降低（B點(diǎn)）。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(fā)、皮毛、液體等進(jìn)入連接器。

 

 

Littelfuse幫助降低USB-C的風(fēng)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(fēng)險。自恢復(fù)型PTC可以提供過熱保護(hù)，利用其電阻值隨著環(huán)境溫度上升而增加的特性, 達(dá)到中斷USB電流的目的。臟污造成連接器發(fā)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(chǎn)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(hù)。

 

Littelfuse是SMD可恢復(fù)PTC作為USB-C過熱保護(hù)的陣容如下表所示。

 

 

ESD靜電保護(hù)怎樣做才能合規(guī)

IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)是國際電工委員會所頒布的一個基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn)，它適合于各種電氣與電子設(shè)備的電磁兼容性系統(tǒng)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(hù)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(hù)。

 

 

游恭豪強(qiáng)調(diào)，所有USB線路/針腳的設(shè)計(jì)都需要考慮ESD保護(hù)。為USB優(yōu)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(jīng)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(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)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(jù)USB-C的連接器的ESD、過熱、過流保護(hù)要求，每一個針腳都需要保護(hù)，因此必須挑選一個完美的方案

 

 

游恭豪較后總結(jié)道，USB Type-C連接器正在取代所有其他連接器，但臟污容易導(dǎo)致過熱故障，而可恢復(fù)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(qiáng)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(hù)器件和保護(hù)類型。

 

 

在Littelfuse網(wǎng)站，工程師可以找到一些相關(guān)文獻(xiàn)設(shè)計(jì)和選擇指南，如電子產(chǎn)品選擇指南，包括所有Littelfuse技術(shù)、所有產(chǎn)品規(guī)格和應(yīng)用的快速參考；還有系統(tǒng)級ESD設(shè)計(jì)指南，討論了多個應(yīng)用，如：USB1.1/2.0/3.0、HDMI和DVI、音頻（揚(yáng)聲器/麥克風(fēng)）、鍵盤/按鈕，等等。以及USB3.1 Type-C保護(hù)解決方案，如PTC和TVS二極管陣列解決方案快速參考。

 

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