【技术】自恢复型PTC帮助降低USB-C的风险

2017-04-09 Littelfuse
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作为全球排名第一的电路保护品牌,LITTELFUSE为客户提供享誉世界、顶级性能的电子、电信、汽车和电气行业品牌产品。在慕尼黑上海电子展上,Littelfuse分别展示了其最新的产品和技术,其中包括Littelfuse过去一年在汽车电子、LED照明、数据中心和云基础设施,建筑/家居自动化和物联网,白色家电等方面的突出研究成果。 


Littelfuse亚太区销售副总裁Peter Kim先生表示:“Littelfuse是电路保护的全球领军企业,在电源控制和感应方面拥有不断增长的全球平台。我们正在给许多快速发展的行业带来新的产品和技术,我们希望通过加大创新技术投入促进全球领域的智能制造,特别是支持中国制造2025。”

除了新产品与技术的展示,Littelfuse同期举行了三场精彩的技术演讲:高可靠性电动汽车的电路保护、USB-C的威胁和保护,以及采用TMR技术的汽车传感器以及实现更加舒适和节能的驾驶的电子解决方案。


针对USB-C的威胁和保护的问题,记者采访了Littelfuse资深技术行销工程师游恭豪,讨论了从业界到消费者广泛关注的一些问题。


USB-C带来的问题

访谈中探讨了当USB-C电路失效时,如何建立安全且可靠的保护机制,减少因为过热而造成使用者受伤或装置损坏。


首先,USB-C可广泛应用在高速数据连接与高功率电源传输,从手机、计算机,到显示器都能看见其身影。USB-C之所以如此受欢迎,日渐普及,在于其灵活设计的不同功能能够满足不同使用者的需求。其4个优势包括:小巧且正反可插的连接;功率高达100W;高速数据;以及交替模式。


USB-C给设计人员带来了独特的挑战,包括0.5毫米针脚间距的紧凑设计;10Gbps的USB 3.1 Gen2;USB-PD高达100W;对不受控制过热污染敏感的风险;以及曾有报道电缆和设备的热损伤(燃烧)。


即使是合格的USB-C线材或装置仍有过热的危险。常见的失效模式包括:人体接触带来的ESD静电放电;热插拔和拔去插头时的浪涌;针脚弯曲和电缆磨损引起的过载电流;棉絮、水、泥土灰尘等一起的连接器污染造成的过热现象。因此,USB-C插头易发生危险的过热问题。


在分析了脏污造成的连接器过热时,由于大量热量可导致连接器损坏,可能的故障位置是接触电阻增加(A点)和绝缘电阻降低(B点)。其原因在于接触针脚污染、变形、磨损、锈蚀等;或是小的异物,如金属粒子、头发、皮毛、液体等进入连接器。


 

Littelfuse帮助降低USB-C的风险

Littelfuse的PTC的解决方案可以帮助降低USB-C的风险。自恢复型PTC可以提供过热保护,利用其电阻值随着环境温度上升而增加的特性, 达到中断USB电流的目的。脏污造成连接器发热的基本原理是由于接触针脚的污染/变形造成接触电阻(R)增加,伴随着USB Type-C的充电电流(i)增加到3A/5A,便产生可观的热来自接触针脚(i2R)。


 

Littelfuse提供USB插头里面的PTC,为USB插头/插座提供过热保护。

 


Littelfuse是SMD可恢复PTC作为USB-C过热保护的阵容如下表所示。

 


ESD静电保护怎样做才能合规

IEC 61000-4-2标准是国际电工委员会所颁布的一个基础性标准,它适合于各种电气与电子设备的电磁兼容性系统级测试。对于USB,常用的测试级别是±8kV接触放电和±15kV空气放电,而USB类型所需的ESD保护是所有USB类型,包括USB Source主端口、USB Sink从端口和USB电缆。TVS二极管阵列可以提供ESD保护。


 

所有USB线路/针脚的设计都需要考虑ESD保护。为USB优化的解决方案是采用小封装的TVS二极管阵列,它可以承受高浪涌和ESD,经由低钳位电压和超低电容。


另一个问题是信号完整性,这是高速数据传输的关键。电缆组件插入损耗要求是:USB 3.1 Gen 2为-5.8dB@5GHz,1米电缆,USB 3.1 Gen 2为-11dB@10GHz,1米电缆;Littelfuse超低电容(0.1pF)TVS二极管阵列仅有-1dB@5GHz和-3dB@10GHz的损耗,对USB眼图的影响降到最低。

 


根据USB-C的连接器的ESD、过热、过流保护要求,每一个针脚都需要保护,因此必须挑选一个完美的方案。

 



最后,USB Type-C连接器正在取代所有其他连接器,但脏污容易导致过热故障,而可恢复SMD PTC有助于防止过热。通过采用超低电容最小封装的TVS二极管阵列提供的强大的ESD和耐浪涌解决方案可以有效防止ESD事件,确保最佳的信号完整性。Littelfuse为USB-C提供了各种保护器件和保护类型。

 

工程师可以找到一些相关文献设计和选择指南,如电子产品选择指南,包括所有Littelfuse技术、所有产品规格和应用的快速参考;还有系统级ESD设计指南,讨论了多个应用,如:USB1.1/2.0/3.0、HDMI和DVI、音频(扬声器/麦克风)、键盘/按钮,以及USB3.1 Type-C保护解决方案,如PTC和TVS二极管阵列解决方案快速参考等等,请联系世强。

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  • serena Lv7. 资深专家 2019-06-25
    了解
  • KDS Lv7. 资深专家 2019-05-07
    这个可以尝试
  • 小人物的春天 Lv6. 高级专家 2018-08-02
    学习
  • watson Lv7. 资深专家 2018-01-27
    挺不错的
  • 随依凡 Lv3. 高级工程师 2017-12-26
    学习学习了!
  • ggss Lv8. 研究员 2017-12-13
    学习学习
  • 木chen Lv8. 研究员 2017-12-13
    这个可以尝试
  • 慧慧1985 Lv7. 资深专家 2017-10-13
    必须
  • 土木 Lv7. 资深专家 2017-09-30
    这个确实要有
  • 落叶分飞 Lv7. 资深专家 2017-09-14
    是该有,要不烧黑了很正常
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Littelfuse(力特) 最专业最齐全的全球领先保护器件

描述- Littelfuse公司简介:全球领先的电路保护企业,提供广泛且尖端的电路保护产品及解决方案。公司成立于1927年,全球拥有7500员工,2014年全球销售额865亿美元,全球分布有35个联络处。公司产品涵盖消费电子产品、汽车、商用车辆和工业设备等多个领域,提供针对不同应用需求的解决方案。 主要产品介绍:Littelfuse提供过流保护器件(保险丝、自恢复保险丝)、过压保护器件(瞬变抑制二极管、压敏电阻、气体放电管、SIDCtor保护晶闸管、聚合物ESD抑制器)、开关型晶闸管、LED保护器、簧片开关和磁簧传感器等。 重点市场及主推型号介绍:涵盖消费/通信、工业汽车等多个市场,提供多种型号的产品以满足不同需求。例如,过流保护器件中的保险丝和自恢复保险丝,过压保护器件中的瞬变抑制二极管和压敏电阻等。

型号- 1.5SMC540CA,SMBJ,1812L,SMBJ8.5CA,5KP200A,SMBJ51A,SMBJ75A,SMBJ70CA,SG75,SL1411A600A,PLED 5 QFN,5KP40A,5KP64A,AC,1812L020PR,SMBJ40A,SMBJ17CA,SMBJ64A,1.5SMC200CA,1.5SMC36CA,5KP18CA,1.5SMC13CA,5KP51A,5KP75A,SMBJ160CA,0312005.MXP,0456040.DR,5KP8.5CA,K1500GRP,1812L110/33MR,SMBJ85A,SMBJ28CA,5KP160CA,CG3,K2200G,5KP78A,1.5SMC510A,60R110XU,5KP,5KP28CA,SMBJ300A,5KP30A,CG35.0,5KP54A,SMBJ150CA,MDCG-4,1206L012WR,1206L110WR,1.5SMC8.2CA,SMBJ16CA,1812L150/12DR,5KP70CA,5KP17CA,CG35.0LTR,5KP180CA,CG32.0,K1100GRP,5KP60A,1.5SMC7.5CA,SMBJ170CA,1.5SMC27CA,SMBJ400A,K1200E70,1.5SMC91CA,SMBJ60A,SMBJ15CA,1.5SMC180CA,1.5SMC400A,5KP16CA,1.5SMC15CA,1.5SMC9.1CA,1.5SMC6.8CA,SL1411A800A,SMBJ26CA,SMBJ400CA,1.5SMC300A,60R050X,60R,5KP26CA,SMBJ90CA,1.5SMC300CA,SL1411A800,1.5SMC530CA,60R010XU,SMBJ70A,SMBJ14CA,1.5SMC530A,5KP170CA,60R075X,60R160X,5KP15CA,5KP85A,1.5SMC16CA,1.5SMC39CA,SM24CANA-02HTG,60R090XPR,1.5SMC82CA,SMBJ48CA,60R300X,1.5SMC200A,5KP12A,5KP36A,5KP24A,5KP48A,1.5SMC36A,1.5SMC24A,1.5SMC12A,0452002.,5KP48CA,5KP200CA,1.5SMC510CA,K2200SRP,SMBJ130CA,SM24CANA,5KP6.5CA,5KP90CA,1.5SMC11A,SMBJ13CA,1.5SMC540A,5KP190CA,SMBJ36CA,5KP11A,1.5SMC47A,0456030.ER,1812L075/33DR,5KP14CA,SL1411A,048502.5,SMBJ24CA,1.5SMC440A,1812L050PR,5KP14A,1.5SMC170CA,5KP26A,CG31.5LTR,CG31.5,5KP24CA,SMBJ90A,SMBJ12CA,1.5SMC400CA,1.5SMC550A,SMBJ58CA,5KP13A,SMBJ188CA,1.5SMC13A,SMBJ350CA,0452001.,1.5SMC18CA,5KP8.0CA,5KP13CA,5KP36CA,AC120,SMBJ5.0A,1.5SMC220A,1812L150/24,0312.062MXP,048502.5DR,K2400G,SMBJ180A,1.5SMC16A,312,SL1411A470A,1.5SMC150CA,5KP20A,1206L035YR,045803.5,1206L050/15YR,5KP100CA,SMBJ11CA,1.5SMC100A,V05E17P,SL1411A090,5KP7.5CA,1.5SMC39A,1.5SMC27A,1.5SMC15A,5KP190A,K1500SRP,5KP210CA,K1500E70,0452007.,5KP12CA,5KP58CA,5KP43A,1.5SMC62CA,SMBJ22CA,SMBJ45CA,CG32.0LTR,452,5KP22A,1.5SMC18A,5KP58A,SMBJ170A,SMBJ10CA,456,458,LV ULTRAMOV,K1500,1206L150PR,60R090X,5KP22CA,5KP45CA,5KP10A,K1200G,5KP5.0A,CG31.01,1812L200DR,SMBJ6.0A,1.5SMC110A,SMBJ33CA,SMBJ250CA,5KP45A,1206L150THWR,5KP33A,5KP9.0CA,5KP180A,5KP11CA,SL1411A350A,1.5SMC160CA,0452005.,SMBJ5.0CA,5KP6.0A,60R110XMR,SMBJ220CA,1.5SMC250CA,1.5SMC480CA,5KP110CA,60R075XPR,045602.5,SMBJ160A,0456030.,1812L200THPR,5KP6.0CA,1.5SMC51CA,K2200GRP,1.5SMC120A,1.5SMC75A,SMBJ78CA,1.5SMC51A,SG300,1.5SMC350A,60R110X,5KP10CA,SMBJ43CA,5KP170A,SMBJ20CA,1.5SMC9.1A,1812L110,5KP33CA,0458007.DR,SMBJ7.0A,1.5SMC30A,1.5SMC480A,1.5SMC,1206L160ZR,1.5SMC250A,TMOV25SP115E,5KP20CA,5KP43CA,SMBJ54CA,SG,SMBJ18A,1812L075/24DR,5KP220CA,1812L010DR,0456040.,1206L200,SMBJ150A,1206L050YR,1.5SMC75CA,60R160XF,0458007.,0452007.MRL,SMBJ6.0CA,1.5SMC130A,5KP160A,K2000F1,SMBJ100CA,1.5SMC7.5A,1.5SMC8.2A,1812L050/30PR,1.5SMC6.8A,5KP78CA,0452001.MRL,0456020.ER,1.5SMC20A,SMBJ6.5A,5KP7.0CA,5KP16A,SMBJ16A,SMBJ30CA,1.5SMC68A,5KP28A,SMBJ28A,1.5SMC56A,5KP6.5A,1812L200,SMBJ188A,K1200,5KP7.0A,SMBJ8.0A,1.5SMC30CA,1.5SMC43A,5KP150A,SMBJ440CA,5KP54CA,SMBJ64CA,60R300XF,5KP15A,K2400,SMBJ17A,1812L300MR,1.5SMC350CA,1206L110,SMBJ250A,SMBJ120CA,1.5SMC43CA,5KP8.0A,1.5SMC20CA,1.5SMC22A,1.5SMC10A,5KP250A,5KP64CA,SMBJ14A,SMBJ75CA,SMBJ26A,5KP18A,1812L300,0456020.,SMBJ110CA,0458001.,SMBJ7.0CA,K1100,SMBJ130A,1.5SMC130CA,0312002.MXP,SL1411A470,SL1411A350,1206L016,SMBJ7.5A,1.5SMC33A,5KP120CA,1.5SMC150A,SMBJ40CA,5KP30CA,SMBJ15A,5KP17A,1206L012,1206L075/13.2WR,K1500G,SMBJ9.0A,045803.5DR,0312035.MXP,SMBJ12A,SMBJ51CA,60R185X,5KP40CA,SMBJ36A,SMBJ24A,SMBJ48A,0452002.MRL,MDSR-10,SMBJ350A,1.5SMC110CA,SMBJ120A,1.5SMC91A,TMOV25S,SMBJ6.5CA,60R030XU,5KP130A,0312002.,1.5SMC160A,5KP75CA,1206L150,SMBJ13A,SMBJ85CA,K2200,1206L035,5KP7.5A,0456025.,1812L075,5KP250CA,SMBJ8.0CA,K2400SRP,1.5SMC22CA,SMBJ8.5A,0452005.MRL,5KP130CA,1.5SMC82A,60R030X,1206L160,SMBJ22A,60R250XF,5KP85CA,SMBJ58A,K2400E70,5KP70A,SMBJ110A,5KP8.5A,1.5SMC68CA,SL1411A600,SMBJ300CA,1.5SMC170A,1.5SMC33CA,1.5SMC10CA,1206L075THYR,5KP9.0A,5KP120A,1206L016WR,SMBJ10A,1206L050,1812L050,0456025.ER,5KP51CA,SMBJ11A,0312005.,SMBJ220A,SMBJ180CA,1.5SMC56CA,1.5SMC120CA,KXXXZY,1206L,K2000E70RP3,SMBJ43A,5KP220A,SMBJ7.5CA,1.5SMC440CA,60R250X,0458001.DR,SMBJ100A,1.5SMC550CA,1.5SMC180A,1.5SMC11CA,5KP5.0CA,5KP110A,SMBJ20A,5KP150CA,SMBJ45A,SMBJ33A,K2000,SMBJ9.0CA,1206L200PR,SMBJ60CA,0458001.DRA,1.5SMC100CA,1206L075,1812L150,SMBJ440A,5KP90A,0312035.,1.5SMC62A,SMBJ200CA,5KP210A,SM24CANA-02,SMBJ78A,60R010X,5KP60CA,60R050XPR,1.5SMC47CA,1.5SMC24CA,1812L020,60R185XF,SL1411A090C,0312.062,SMBJ30A,SMBJ18CA,1.5SMC220CA,5KP100A,SMBJ54A,0312.187,1812L110/16DR,SMBJ200A,1.5SMC12CA,1812L010

2016年01月01日  - LITTELFUSE  - 培训文档-商品应用及供应商介绍 代理服务 技术支持 批量订货

3通道TVS阵列SP0503BAHTG用于USB防护时,该如何使用?

3通道TVS阵列SP0503BAHTG用于USB防护时,其公共端接USB的电源地GND,另外3端分别接USB的电源VCC、数据线USB D+和USB D-。

2017-10-10 -  技术问答

【产品】专门用于保护敏感电子设备的TVS管SA系列,峰值脉冲功率500W

Littelfuse的TVS管SA系列专门用于保护敏感电子设备,使其免受雷击和其他瞬态电压事件引起的瞬态电压侵害。该系列典型最高温度系数ΔVBR = 0.1% × VBR@25°C × ΔT,10×1000μs波形时的峰值脉冲功率为500W,重复频率(工作循环)为0.01%。

2020-09-14 -  新产品 代理服务 技术支持 批量订货

Littelfuse(力特) P6SMB6.8AT3G/SZP6SMB6.8AT3G 瞬态抑制二极管 数据手册

描述- 该资料介绍了Littelfuse公司的P6SMB和SZP6SMB系列瞬态电压抑制器(TVS)。这些器件旨在保护敏感电子组件免受高电压、高能量瞬变的损害。它们具有优异的钳位能力、高浪涌能力、低齐纳阻抗和快速响应时间。产品适用于通信系统、汽车、数控、过程控制、医疗设备、商业机器、电源和其他工业/消费类应用。

型号- P6SMB200AT3G,P6SMBXXXAT3G,P6SMB30AT3G,P6SMB22AT3G,P6SMB150AT3G,P6SMB39AT3G,P6SMB43AT3G,P6SMB13AT3G,P6SMB56AT3G,P6SMB120AT3G,P6SMB8.2AT3G,P6SMB91AT3G,P6SMB7.5AT3G,P6SMB6.8AT3G,SZP6SMBXXXAT3G,P6SMB10AT3G,P6SMB36AT3G,P6SMB75AT3G,P6SMB180AT3G,P6SMB18AT3G,P6SMB27AT3G,P6SMB24AT3G,P6SMB62AT3G,P6SMB9.1AT3G,P6SMB100AT3G,P6SMB15AT3G,P6SMB47AT3G,P6SMB12AT3G,P6SMB20AT3G,P6SMB51AT3G,P6SMB33AT3G,SZP6SMB6.8AT3G,P6SMB130AT3G,P6SMB68AT3G,P6SMB160AT3G,P6SMB16AT3G

2017年01月23日  - LITTELFUSE  - 数据手册 代理服务 技术支持 批量订货

【产品】峰值脉冲功率为1500W的表面贴装瞬态抑制二极管1.5SMB系列,采用DO-214AA封装

Littelfuse推出的表面贴装瞬态抑制二极管1.5SMB系列专门用于保护敏感电子设备,使其免受雷击和其他瞬态电压事件引起的瞬态电压侵害。1.5kW,采用DO-214AA封装,高电流密度与小封装尺寸的结合。

2019-11-05 -  新产品 代理服务 技术支持 批量订货

Littelfuse(力特) SP720 瞬态抑制二极管阵列数据手册

描述- 该资料介绍了SP720系列瞬态电压抑制二极管阵列(TVS),用于通用静电放电保护。它具有14个输入端,可保护多达14条外部信号或总线线路。产品特性包括高峰值电流能力、快速开关速度、低漏电流和低输入电容。适用于微处理器/逻辑、模拟设备输入、数据总线保护和电压钳位。

型号- SP720ABTG,SP720ABG,SP720,SP720APP

2013年12月20日  - LITTELFUSE  - 数据手册 代理服务 技术支持 批量订货

Littelfuse(力特) SP1015系列瞬态抑制二极管阵列数据手册

描述- 该资料介绍了Littelfuse公司生产的SP1015系列双向TVS二极管阵列(SPA®二极管),这是一种用于保护数据线免受破坏性静电放电(ESD)的小型四通道双向TVS阵列。这些二极管能够在不降低性能的情况下安全吸收超过IEC61000-4-2国际标准规定的最大水平的重复ESD冲击。双向配置在存在交流信号时为数据线提供对称的ESD保护。

型号- SP1015,SP1015-04,SP1015-04WTG

2015年04月17日  - LITTELFUSE  - 数据手册  - Revised: 04/17/15 代理服务 技术支持 批量订货

【产品】瞬态抑制二极管15KPA-HR系列,峰值脉冲功率为15000W(10/1000μs波形时)

Littelfuse推出的瞬态抑制二极管15KPA-HR高可靠性系列专门用于保护敏感电子设备,使其免受雷击和其他瞬态电压事件引起的瞬态电压影响。

2019-10-22 -  新产品 代理服务 技术支持 批量订货

Littelfuse(力特) 瞬态抑制二极管阵列SPxx系列数据手册

描述- 该资料介绍了Littelfuse公司的SPA®二极管阵列(TVS)系列产品,特别是SPxx-01WTG-C-HV系列。这些二极管阵列旨在提供通用静电放电(ESD)保护,适用于便携式应用、LED背光模块和低速I/O。它们能有效地吸收重复的ESD冲击和高达8安培的感应浪涌电流,同时具有低钳位电压。

型号- SP36-01WTG-C-HV,SP12-01WTG-C-HV,SP**-01WTG–C– HV,SP15-01WTG-C-HV,SPXX,SP24-01WTG-C-HV

2015年12月01日  - LITTELFUSE  - 数据手册  - Revised: 12/01/15 代理服务 技术支持 批量订货

【产品】2.5pf!“直通型”低电容TVS阵列保证信号完整性

SP2555NUTG系列瞬态抑制二极管阵列均可在高达45A和30kV ESD的条件下保护四个通道或两个差分线对。

2017-06-02 -  新产品 代理服务 技术支持 批量订货
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品牌:LITTELFUSE

品类:TVS Diode Arrays (SPA® Diodes)

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