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USB 3.0 电路保护

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作者:PetePytlik时间:2013-05-20来源:电子产品世界收藏

  图3中的PTC被选定为最适合 3.0端口保护。所有的PTC都能保护最大电流为900毫安的 3.0端口,就算最高工作温度为60℃的时候也不会跳闸。由于温度变化急剧PTC的速率可能会下降,所以这也是PTC选择过程中的一个重要方面。设计师选择PTC的时候还应考虑不兼容的 3.0设备负载着900毫安的电流。在最高工作温度下的保持电流需要大于超过900毫安的最大可用电流,否则,PTC有可能会错误触发。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/145483.htm

  每个PTC是能够在电流8安的时候,以用时小于5秒的速度短路故障触发。符合UL60950 1有限电源规范以及把USB 3.0规范中电流限制在5安是很重要的。

  选择最合适的PTC最后的关键参数是直流电阻。由于USB 3.0现在提供最大电流为900毫安,所以电路中的功耗变得尤为重要,需要降低到最小。此外,电源总线两端元件的电压降也需要降低到最小,特别当是该电路电阻预算很紧的时候。在图3所示的所有的PTC是由Lo-RHO电阻系数PTC制定,这是USB 3.0应用程序的最佳选择。

  选择PTC时的主要目标是确保保持电流设备在设计温度下至少能承受900毫安电流。如图3中所示,我们选择60℃作为最糟糕的设计温度情况。1端口应用的最优选择的产品型号是0603L150SLYR,因为它不但是有着最小的外形而且可以支持最大所需的电流(0.95安)。此时设计温度为60℃。

  在要求设计保持电流能留有更多可用空间情况下,产品型号1210L200SLYR是一个不错的选择,因为它在60℃时可以保持1.29安的电流。两端口的应用程序设计人员可以把两个端口(总输出1.8安)联系在一起,使用一个PTC保护两个端口,产品型号1206L350SLYR是一个不错的选择,因为它在60℃时

  可以保持2.19安的电流。所有推荐的型号都是能够在故障电流为8安的时候,以用时小于5秒的速度启动,以此满足各方面的安全考虑。  

 

  静电放电()保护

  USB 3.0暴露系统的额外数据承受了更大的威胁,因为它提供了更多电气瞬变的可能入口通道。

  像USB 3.0一类的接口可以通过包括用户触摸连接器上的任意插脚或任何一个开放式连接线连接到端口上的一些机制接触到静电。尽管现代IC芯片往往有受到一定程度的自我保护(通常在500~2kV的),这些防静电水平等级是根据有着1500Ω放电电阻的MIL-STD HBM模型分级的。 MIL-STD模型中,一个2kV的脉冲相当于有着330Ω放电电阻且电压为500V的IEC61000-4-2模型。目前HBM可用脉冲在相同的瞬态电压是IEC模型可用的四分之一。

  发生静电放电事故时电压往往可以高达15千伏甚至更高,其会导致软故障,潜在损害或灾难性故障。 额外的ESD保护是提高现代界面端口生存能力的必要条件。为了确定外部ESD事故的预防系统,已经开发了几个测试标准,其中国际电工委员会(IEC)61000-4-2条款受到最广泛的认可。该标准定义了的ESD在不同的环境和安装条件中的测试水平,并建立了测试程序。现如今的超高速USB 3.0端口是一定能够承受至少8千伏的接触放电,这也是IEC 61000-4-2条款第4级的要求。

  有了更高的数据速率,就特别需要注意组件的电流容量以保护电路。而且系统设计人员在选择时的ESD保护器件时应该意识到的还有许多其它需要注意的重要参数。这些参数包括:(1)动态电阻和钳位电压;(2)击穿电压;(3)寄生电容;(4)最大ESD能力;(5)多脉冲能力;(6)封装形状;(7)关断状态的阻抗或泄漏电流;(8)设备配置和布局的灵活性。  

 

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关键词: 电路保护 USB ESD 201306

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