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若您是一名設計師，負責將系統中的USB端口遷移到最新的USB標準和USB Type-C連接器，那么您可能已考慮過(guò)一些事情了。 ESD保護 首先，跟從外部將連接器暴露給用戶(hù)的所有系統一樣，您的系統需具有國際電工委員會(huì )（IEC）61000-4-2靜電放電（ESD）保護。此外，您還需要保護比以前的USB Type-A或USB Micro-B連接器更多的信號引腳。24引腳USB Type-C連接器（圖1）需要為兩個(gè)差分對（D + / D-）提供ESD保護，用于USB 2.0數據；四個(gè)差分對用于最高可達20Gbps（TX / RX）的超高速數據總線(xiàn)、邊帶使用（SBU）引腳和兩個(gè)配置通道（CC）引腳，用于檢測電纜方向。 
圖1：功能全面的USB Type-C 插件引腳排列 過(guò)電壓保護 其次，隨著(zhù)高達100 W USB電源輸出（PD）的引入，VBUS引腳現在可承載高達20V的電壓電平。若VBUS短路到相鄰的CC，可能對下游USB Type-C控制器或SBU引腳造成嚴重損壞。為防止硬件系統故障，除ESD保護之外，連接器還需要過(guò)電壓保護。 考慮到過(guò)壓保護（OVP）事件的風(fēng)險，ESD二極管本身也必須能夠承受20VDC。目前許多較高耐壓保護選項在電壓過(guò)高時(shí)鉗位，在IEC ESD觸發(fā)事件中保護下游控制器�，F在考慮當電纜存在于連接器處（或當電纜不存在）時(shí)，短路到VBUS事件中對系統的影響。當電纜引起可能超過(guò)40V的振鈴時(shí)，解決方案必須保護系統。簡(jiǎn)而言之，堅固的USB Type-C連接器保護不僅需要標準ESD二極管，而且需要具有更高電壓、直流耐受的瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）二極管。 需要在OVP和IEC ESD保護的連接器進(jìn)行系統保護，但是一個(gè)完整的USB Type-C端口保護解決方案應該使系統符合新的USB標準規格。例如，若系統利用USB Type-C的新功能（例如支持超高速通信），則USB Type-C規范要求CC線(xiàn)路上的VCONN支持為活動(dòng)電纜供電。要使OVP解決方案在CC線(xiàn)路上運行，必須支持通過(guò)5.5VDC電源軌。端口保護還必須具有低導通電阻（RON），以確保電源軌上的總壓降不超過(guò)USB規范要求。 若系統是電池供電型，依靠Type-C連接器作為電源，則解決方案必須保護CC線(xiàn)路免受過(guò)壓狀況，即使在電池電量耗盡的情況下也是如此。 這些及其他復雜場(chǎng)景得出一個(gè)強健的解決方案，以保護USB Type-C端口，并非像添加ESD保護二極管和OVP FET那么直接易見(jiàn)。OVP FET需要承受由高壓離散TVS二極管給出的鉗位電壓，這使得FET成本高且體積大，具有較低的RON要求。這使得離散實(shí)現變得復雜且成本昂貴，同時(shí)在USB Type-C連接器緊湊的尺寸周?chē)牡恼加妹娣e也很大。 最后，可以思考一下，“我的系統很簡(jiǎn)單，因為它不支持更高瓦數（> 15W）的PD功能，完全符合<15W PD的規格，”，注意到已發(fā)現市場(chǎng)上大部分的USB Type-C電纜和適配器不符合標準，而其他類(lèi)型可能會(huì )出現故障（圖2）。即使在5V系統中，在與控制器的PD協(xié)商之前，也存在可能發(fā)生高達20V的短路至VBUS的風(fēng)險。如果這樣，不僅系統受損，產(chǎn)品聲譽(yù)也將會(huì )受損。
圖2：常規和故障型壁式適配器的CC引腳暴露 了解有關(guān)USB C型端口保護的設計注意事項的更多信息，請閱讀TI白皮書(shū)：“電路保護USB Type-C”。集成TI的USB Type-C端口保護器系列的設備，例如TPD8S300或TPD6S300，可解決將USB端口遷移到新的USB Type-C連接器所帶來(lái)的復雜性。 |
