USB3.0过电流保护PPTC组件应用解决方案

发布者:三青最新更新时间:2014-03-14 来源: ofweek关键字:USB3.0  过电流保护  PPTC组件 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
    随着高新技术的不断提升,外围设备也在不断更新换代,在USB应用方面,USB3.0除了提升速度外,同时对电力的供应也有所提高。针对业界常用的过电流保护组件高分子正温度系数热敏电阻(PPTC)做介绍,并于在USB 3.0的应用下比较与低电压半导体开关的差别。

      此外,我们将对USB 3.0与USB 2.0的差异,提出USB 3.0过电流保护 PPTC 组件应用建议,并以新一代薄型低电阻表面粘着PPTC组件为例说明新的导体材料开发进程,透过运用新材料,可为当前的超薄型电子产品提供良好过电流保护。

    由于电子产品对速度、功率的要求不断提高,自去年11月USB 3.0规格底定后,除了速度提升至5Gbps外,对电力供应的要求也从500mA提高到900mA。不管是在系统端或是组件端,新的速度和功率都带来了全新挑战新规格涵盖了新的数据传输协议、电源管理架构,到确保资料成功地在主机及装置间传输。不过,在这些USB 3.0的升级中,唯一没有改变的,就是对于安规的要求。系统工程师现在需要分配足够的电力到这些连接埠,并谨慎地整合‘过电流保护’功能。

    目前I/O连接埠的设计通常有整合电源线,直接供电到外围设备,或提供电力读取装置端中EEPROM的资料。为了防止在未连接的状态下发生短路,或连接上装置后发生的异常状况造成过电流,这些电源接脚都需要做好保护的功能。PPTC是非常适合提供此种保护的组件之一,而且也成为了电子设计中的主流,符合各种规范需求或安规要求,如UL 60950。

    用于过电流保护的PPTC

    PPTC是一种非线性、根据温度而变化的电阻。一般情况下,PPTC组件拥有极高的导电度,所以电路可以正常运作。但是当过电流状况发生的时候,此高电流会在PPTC组件上产生足够的能量(焦耳热效应)以超过其转移温度,造成104到106倍的电阻值弹跳。因此可排除过电流状况,达到保护电路及组件的目标。

    在USB 3.0的规范中,明确要求使用限电流组件作为电源端之保护,而PPTC组件及低电压半导体开关常被用来做此限电流的解决方式。大部分的时候,基于多种考量,工程师比较偏好使用PPTC组件来防止电路受到损害。因为可支配的电流量在USB 3.0中提高了,限电流的组件需要通过更多电流,但却同时要保持一定的压降。表1为在USB 3.0应用中,PPTC组件与低压半导体组件的比较,在价格、阻值、最大故障电流能量及静电敏感度等方面均更具优势。

    相较于USB 2.0,USB 3.0建立了新的电源管理结构,并定义了新的连结状态及机制,以达到更好的整体电源效率。而在电源供应的分配上,3.0规格大致与2.0相同,但提升了电力需求且放宽了压降要求。SuperSpeed装置在与主机完成初始设定后,就可以使用到900mA的电流。在供电电压的要求上,主机上的根连接端口或 HUB上的连接埠都从原本的4.75V降到了4.45V,且由USB供电的装置必须在4.00V就要能够正常运作。其它规定像是瞬间电流的限制、主机休眠或待命模式下的限流等,除了更新电流配置到150mA或高功率的900mA外,其它要求都与旧规格一样严谨。

    目前,针对USB 3.0的过电流保护,业界已出现了新的PPTC组件,可确保设计符合USB 3.0版规范要求。例如,尽管USB 3.0降低了在电源端的电压要求,但新一代PPTC组件仍可确保PPTC的压降在电流全载时不超过0.1V,除可确保与USB 2.0装置的兼容性以外,也为主板上其它组件或线路保留了更大的设计余裕。此外,新一代过电流保护组件皆能够在50℃以上高温时保持电流全载且不动作,避免PPTC组件因为温度的关系(thermal derating)而误动作,尤其是在桌上型计算机的后端USB端口。

    超低电阻PPTC材料

    目前,业界已开发出能克服氧化问题的超低电阻PPTC材料及平台,解决了以金属镍粉为导体系统所面临的难题。以聚鼎科技的表面粘着式SLR系列为例,厚度便降至0.75mm以下,除了电池保护线路模块(PCM)应用外,也为手机、行动网络装置(MID)或其它薄型电子产品开拓了更广泛的应用空间。

关键字:USB3.0  过电流保护  PPTC组件 引用地址:USB3.0过电流保护PPTC组件应用解决方案

上一篇:为什么高速USB并不一定表示手机拥有高速性能
下一篇:FCI将推出连接器解决方案

推荐阅读最新更新时间:2024-05-02 23:02

USB3.0为移动设备带来超快的连接速度
    要点   1,移动设备上多媒体内容的增长要求有更大的存储容量和更快的连接速度。   2,USB 3.0 5Gbps原生信号速率可以承担大容量多媒体内容的传输,以及高清视频流。   3,USB 3.0微型连接器小于USB 2.0和HDMI微型连接器之和,从而节省了移动系统设计中的资源。   4,虽然Wi-Fi有无线的便利,但USB 3.0具有电池充电能力和超高的数据速率,使之成为最万能的连接选择。   移动手持设备逐渐成为我们生活中不可缺少的一部分,开发人员每天都在发明新的应用,以支持我们忙碌的生活方式。例如,智能手机和平板电脑都越来越多地用于媒体的回放。但是,增加内容及其传送速度已成为最具挑战性的工作之一。
[嵌入式]
钰创:USB3.0主瑞控制IC需求急速升温
         钰创(5351)今日参加柜买中心业务发表会,董事长卢超群亲自出席,他对于今年USB3.0主端控制IC的成长力道相当乐观,并表示在降价以及英特尔新晶片Sandy Bridge上市的双重因素激励下,需求已急速升温,以钰创本身来说,到今年第一季底,累计出货量已超过百万颗,仅次于日本瑞萨,估今年全年出货量将挑战1000万颗。     卢超群表示,USB2.0发展十年以来,衍生出很大的商机,其中又以控制IC的市场最惊人,对于今年将要起飞的USB3.0而言,预料也将是相当可以期待,根据研究机构预估,今年USB3.0主端(Host)与装置端(device)的出货量将达到3.7亿颗,2012年更成长7亿颗,2013年突破1
[手机便携]
实现USB3.0物理层中弹性缓冲的设计方案
    1.引言   弹性缓冲由Maurice Karnaugh在电话网络中传输PCM信号中提出来的。随后人们在很多不同的应用中采用了弹性缓冲技术来同步数据,很多协议例如USB、PCIE、以太网等。   USB3.0是一个高速,串行,源同步数据传输协议。但是数据经过传输线与原数据发生了很大的偏差。本文从USB3.0的角度分析了弹性缓冲机制,解释了与其他设计的不同,并采用指针控制与握手的设计方法实现。   2.弹性缓冲作用   2.1 USB3.0弹性缓冲作用域   在USB3.0中数据传输采用双单工,因此物理层设计为接收、发送2组差分对传输部分。传输线是承载数据传输的载体。因此如何从传输线正确接收数据,并把它同步到
[嵌入式]
力科推具高性价比便携式USB3.0协议分析仪
  USB测试解决方案的全球领导者力科公司(LeCroy)日前发布一款全新的USB3.0 协议分析仪,该产品被设计成能显著降低测试SuperSpeed USB设备的总体费用。发布价格为4950美金的Advisor T3将力科经过用户充分检验的5Gbps串行数据领先技术合成到高度可移动的封装中。外部尺寸仅为5英寸x6英寸x12英寸,它提供了全面的功能集合,完全支持USB3.0和2.0分析。   随着力科高性价比的分析仪方案的发布,Advisor T3将推动感兴趣的开发者加速他们的SuperSpeed USB 产品推向市场的进度。这些小巧,紧凑的分析仪将力科在精度和可靠性方面的声誉从实验室环境带到室外。由于尺寸小到足够能和笔记本电脑
[测试测量]
USB3.0的测试难点与物理层测试探讨
2002年Intel将 U SB2.0端口整合到计算机南桥芯片ICH4上的举动,推动了USB2.0的普及。USB2.0版本支持三种速率:高速 480Mbps、全速12Mbps以及低速1.5Mbps。随着电子行业的快速发展,480Mbps对于蓝光DVD、高清视频、TB级别大容量硬盘的数据传输而言已经稍显不足,于是在2008年11月,HP、Intel、微软、NEC、ST-NXP、TI等公司联合起来正式发布了USB3.0的V1.0规范。USB3.0又称为SuperSpeed USB,比特率高达5Gbps,如图1所示,使用USB2.0拷贝25GB的文件需要14分钟,3.0却只需70秒左右,而25GB恰好是单面单层蓝光光盘的容量。USB3.0
[测试测量]
<font color='red'>USB3.0</font>的测试难点与物理层测试探讨
瑞萨USB 3.0芯片吃紧 台厂乐接转单
    日本集成元件制造厂瑞萨电子(Renesas)虽然决定让受创严重的那珂晶圆厂提前复工,但应用在计算机产品上的USB 3.0主机端控制芯片仍未回复正常产能。由于第2季进入计算机零组件备货旺季,瑞萨产能开不出来,OEM厂已急向钰创(5351)、智原(3035)的合作伙伴睿思(Fresco Logic)等业者转单采购,钰创、智原、祥硕、智微(4925)等业者可望直接受惠。      受日本311大地震的影响,日本IDM大厂瑞萨电子位于日本茨城县日立中市的那珂厂严重受创,瑞萨原预计7月中旬恢复生产,但因晶圆厂复原情况优于预期,瑞萨上周宣布,那珂厂区的8寸厂将开始复工,但主要生产汽车用微控制器(MCU),至于12寸厂则提前到6月中旬复工
[手机便携]
走出迷雾 主板常见USB3.0桥接芯片对比
10月24日 现在的主板大多都是板载USB3.0控制器,可是这些控制器的性能到底处在什么水平线上呢? USB3.0接口的主控芯片非常之混乱,目前市场上常见的USB3.0外接控制器主要被4家厂商瓜分。 为了能正确反映出各个控制器的区别,小编用了3个测试软件进行测试,所用USB3.03终端为外置盒搭载SATA2固态硬盘。 为了能正确反映出各个控制器的区别,小编用了3个测试软件进行测试,所用USB3.03终端为外置盒搭载SATA2固态硬盘。 为了能正确反映出各个控制器的区别,小编用了3个测试软件进行测试,所用USB3.03终端为外置盒搭载SATA2固态硬盘。
[嵌入式]
走出迷雾 主板常见<font color='red'>USB3.0</font>桥接芯片对比
USB 3.0电缆实物解析
    大家日常接触最多的PC外设接口莫过于USB了.8年前,USB 2.0(USB Hi-Speed)将USB接口传输速度从12Mbps大幅提升到480Mbps.现在,Intel正在率领一众业内厂商开发下一代的USB 3.0标准,也叫做USB Superspeed,速度有望再次提高10倍。既然USB 3.0不出意外的话,很快就会成为PC行业的通用接口标准,作为发烧友的你,肯定不能对它一无所知。下面就对应着电缆实物,为您总结USB 3.0标准的“使用须知”: USB 3.0电缆     向下兼容     和USB 1.1升级到USB 2.0一样,新的USB 3.0接口和电缆的物理特性是向下兼容的。当然,只要设备、
[嵌入式]
小广播
热门活动
换一批
更多
最新嵌入式文章
何立民专栏 单片机及嵌入式宝典

北京航空航天大学教授,20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

更多精选电路图
换一换 更多 相关热搜器件
更多每日新闻
随便看看
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved