【应用】Littelfuse PTC 1812L200TH助力K吧一体机的USB接口电源限流

时间： 2020-10-19 来源：世强

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目前一些综合体、商超配备了K吧一体机，K吧一体机占地面积小，隔音效果优秀，适合碎片时间的放松。为了提供更好的服务体验，一体机会提供两个对外的标准USB接口，用户可以用它们给智能手机充电，也可以接U盘，将刚才唱的歌曲MV和录音合成一个新的视频文件进行存储。因为是开放式场所，很多类型的USB外设都有可能接入到USB接口，有些外设需求电流还很大，超出了USB接口的额定电流；或者会有一些玩具或者金属片堵住了USB接口，轻则导致接口不能使用，重则会导致USB电源短路，同时影响到系统的正常运行。为了解决这个问题，有必要对USB接口的电源做一些限流处理，保证即使USB接口电源短路了，系统也还能正常运行。

USB电源的限流措施，可以使用专用的电源开关芯片，也可以使用PTC产品。本项目考虑成本、控制难易程度、通用性等因素，选择了使用PTC方案。根据产品的使用环境，笔者采用了LITTELFUSE的PTC产品1812L200TH，该品牌在业内和笔者公司的口碑都较好，物料的价格和交期都能达到要求，就将其导入了具体的产品设计中，具体如下图1。

图1. USB接口的PTC应用电路图

图中标准的USB2.0接口的电源电压是+5V，两个USB接口的总驱动力为1.5A，使用Littelfuse的PTC产品1812L200TH能够保护当USB外设过流或者短路时，及时降低电流，保护产品的正常运行。

1812L200TH的保持电流为2A，最大电压值为8V，使用在USB接口的5V电压和1.5A驱动力电路上，满足了降额设计要求；同时该PTC在20℃时的最大电阻值为0.07Ω，低电阻值降低了PTC的本体压降，对接口电源的影响也就非常小，保证了接口的正常电气性能。

该PTC的工作温度范围为-40℃~+85℃，PTC的保持电流会随着温度的升高而下降，在-40℃时候的保持电流值为2.6A，而在+85℃时候的保持电流值为1.29A；在电路参数选型的时候，要注意产品的使用环境温度范围。在PCB布局的时候要考虑到PTC容易受到周边功率器件的温度影响，同时也要考虑到PTC在产生动作时（负载过流或者短路），本体也会产生较大的热量，可能会对周边的热敏感器件产生影响，需要做必要的避让处理。本产品将PTC放置在了接口端附近，靠近PCB板边缘，远离CPU和电源芯片等发热器件，同时PTC周边只放了少量阻容和插座类物料，在空间允许的条件下尽量将避让区域做得大一些。

Littelfuse的1812L系列PTC有多款产品型号可选择，采用贴片1812封装，比起市面上常规的插件封装，减少了对空间的占用，也提高了生产效率。如下图2是我们的一个产品实物图。

图2. PTC产品实物图

K吧一体机产品的USB接口电源通过串接Littelfuse的PTC 1812L200TH，低电阻值降低了对接口电源的电气影响，当负载设备出现过流或者短路时，该PTC能快速响应提升电阻值，保证不会对系统产生大的影响；同时当负载设备的过流或者短路解除时，该PTC会自动恢复到低阻值，保证产品能正常运行。

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Littelfuse（力特） 60R系列PTC 数据手册

该资料介绍了Littelfuse公司的POLY-FUSE®可恢复PTC热敏电阻器（60R系列），这是一种径向引脚型过流保护器件。它适用于空间不受限制且优先考虑可重置保护的 ≤60V 应用，具有快速断开时间、符合RoHS标准、无铅和无卤素等特点。

LITTELFUSE - POLY-FUSE®可复位PTC,POLY-FUSE® RESETTABLE PTCS,保护器件,60R050XFR,60R017XPR,60R065XU,60R090XPR,60R075XHR,60R010XUR,60R110XMR,60R300X,60R075XPR,60R025X,60R065XF,60R185X,60R065XH,60R135XPR,60R185XMR,60R030XUR,60R040X,60R065XM,60R090XHR,60R065XP,60R030XMR,60R065XUR,60R110XFR,60R020XPR,60R135XFR,60R030XU,60R020XHR,60R185XUR,60R135X,60R030XH,60R065X,60R110X,60R250XFR,60R030XF,60R017XHR,60R030XP,60R030XM,60R010XMR,60R020XU,60R075XFR,60R250XU,60R040XPR,60R110XF,60R110XH,60R110XM,60R040XHR,60R135XMR,60R030X,60R110XP,60R250XF,60R375XUR,60R025XUR,60R300XUR,60R110XU,60R010XFR,60R250XH,60R020XH,60R160XUR,60R020XF,60R020XM,60R250XM,60R250XP,60R020XP,60R160XMR,60R160XH,60R160XF,60R160XFR,60R050XU,60R075XMR,60R160XP,60R375XMR,60R160XM,60R110XUR,60R160XU,60R050XUR,60R050XF,60R050XH,60R250XHR,60R135XUR,60R030XFR,60R050XMR,60R185XFR,60R050XM,60R050XP,60R250XPR,60R025XFR,60R300XFR,60R020XMR,60R025XP,60R065XPR,60R025XM,60R375XFR,60R040XU,60R017X,60R065XHR,60R025XU,60R040XH,60R075XUR,60R020X,60R010XHR,60R040XFR,60R040XF,60R250X,60R025XH,60R040XP,60R025XF,60R010XPR,60R040XM,60R017XM,60R017XMR,60R017XP,60R300XU,60R375XF,60R090XMR,60R017XU,60R375XH,60R025XMR,60R300XMR,60R017XUR,60R300XM,60R375XM,60R300XP,60R090XUR,60R030XPR,60R375XP,60R160XPR,60R300XF,60R300XH,60R185XPR,60R375XU,60R030XHR,60R020XUR,60R160XHR,60R017XH,60R185XHR,60R017XF,60R375XHR,60R090XH,60R135XH,60R090XF,60R135XF,60R065XFR,60R025XHR,60R300XHR,60R375XPR,60R135XP,60R010X,60R135XM,60R250XMR,60R050X,60R050XPR,60R,60R090X,60R135XU,60R250XUR,60R090XFR,60R050XHR,60R185XF,60R185XH,60R040XUR,60R075XU,60R010XU,60R110XHR,60R065XMR,60R020XFR,60R040XMR,60R185XP,60R375X,60R135XHR,60R185XM,60R110XPR,60R075XH,60R090XP,60R075X,60R075XF,60R090XM,60R010XH,60R160X,60R010XF,60R025XPR,60R300XPR,60R185XU,60R075XP,60R017XFR,60R090XU,60R010XP,60R075XM,60R010XM,USB HUBS, PORTS AND PERIPHERALS,USB集线器、端口和外围设备,工业控制,AUTOMOTIVE APPLICATIONS,消费电子,电动机保护,COMPUTERS & PERIPHERALS,汽车应用,INDUSTRIAL CONTROLS,IEEE1394 PORTS,计算机和外围设备,通信设备,变压器,工业电子,MOTOR PROTECTION,IEEE1394端口,通用电子学,GENERAL ELECTRONICS,TRANSFORMERS,汽车电子

2015年01月23日 - 数据手册 - Revised: 01/23/15 代理服务技术支持采购服务