【技术】自恢复型PTC帮助降低USB-C的风险

时间： 2017-04-09 来源：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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全部评论（11）

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

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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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SERIES,SMCJ26CA,SA75A,TH8D,20KPA24A,TH8S,SMDJ43A,1.5SMC91CA,SCHB1608W601EPF,1.5SMC180CA,20KPA300CA,SCPB-S SERIES,1.5KE250A,SCF012-0603R,SA78A,53D361K,SMAJ85CA,P4SMA200A,SA190A,K1-076,1.5KE8.2A,2

选型指南 - 硕凯电子 - Ver Feb.2019 - Feb.2019 PDF 中文下载

【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。

新产品发布时间 : 2019-11-05

Littelfuse（力特） TPSMB瞬态抑制二极管数据手册

型号- TPSMB120CA,TPSMB82A,TPSMB100A,TPSMB30A,TPSMB150CA,TPSMB27CA,TPSMB480A-A,TPSMB15A,TPSMB27A,TPSMB43A,TPSMB210A,TPSMB510A-A,TPSMB30CA,TPSMB180A,TPSMB15CA,TPSMB91CA,TPSMB39A,TPSMB11CA,TPSMB24A,TPSMB36A,TPSMB100CA,TPSMB12A,TPSMB130A,TPSMB30,TPSMB68CA,TPSMB250A,TPSMB22CA,TPSMB480CA-A,TPSMB350A-A,TPSMB13A,TPSMB18CA,TPSMB550CA-A,TPSMBXXXCA(-A),TPSMB300CA-A,TPSMB8.2A,TPSMB200A,TPSMB75CA,TPSMB180CA,TPSMB170A,TPSMB7.5A,TPSMB210CA,TPSMB540A-A,TPSMB10CA,TPSMB33CA,TPSMB56CA,TPSMB58A,TPSMB10A,TPSMB22A,TPSMB300A-A,TPSMB250CA,TPSMB540CA-A,TPSMB62A,TPSMB120A,TPSMB530CA-A,TPSMB400A-A,TPSMB220CA,TPSMB18A,TPSMB82CA,TPSMB47A,TPSMB75A,TPSMB11A,TPSMB130CA,TPSMB9.1A,TPSMB51A,TPSMB91A,TPSMB51CA,TPSMB350CA-A,TPSMB160CA,TPSMB160A,TPSMB13CA,TPSMB510CA-A,TPSMB36CA,TPSMB400CA-A,TPSMB68A,TPSMB440A-A,TPSMB16A,TPSMB20A,TPSMB56A,TPSMB110A,TPSMB200CA,TPSMB530A-A,TPSMB170CA,TPSMB24CA,TPSMB47CA,TPSMB20CA,TPSMB62CA,TPSMB43CA,TPSMB110CA,TPSMB33A,TPSMB39CA,TPSMB550A-A,TPSMB,TPSMB220A,TPSMB440CA-A,TPSMB150A,TPSMB16CA,TPSMB58CA,TPSMBXXXXX,TPSMB12CA

数据手册 - LITTELFUSE - Revised: 09/08/17 - 2017年09月08日 PDF 英文下载

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-。

技术问答发布时间 : 2017-10-10

【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。

新产品发布时间 : 2019-10-22

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

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

数据手册 - LITTELFUSE - 2017年01月23日 PDF 英文下载

Littelfuse（力特） SP720 瞬态抑制二极管阵列数据手册

型号- SP720ABTG,SP720ABG,SP720,SP720APP

数据手册 - LITTELFUSE - 2013年12月20日 PDF 英文下载

【产品】8000W脉冲峰值功率耗损的瞬态抑制二极管8.0SMDJ，保护易损坏的电子产品免因瞬态电压和浪涌雷电事件而损坏

2019年9月17日 - 全球领先的电路保护、电源控制和感应技术制造商Littelfuse新推出采用DO-214AB封装的高浪涌瞬态抑制二极管产品系列。相比目前市面上的其他解决方案，新型单向和双向8.0SMDJ系列瞬态抑制二极管可以小型DO-214AB SMC封装提供较高的浪涌保护性能。它是DC12V、DC24V和DC48V应用的理想选择，既可单独使用，也可将两个串联使用。

新产品发布时间 : 2019-09-27

放大器输入信号的过压保护应用中需要一款3.3V的TVS管，请问有无合适型号推荐？

推荐使用SMAJ系列的型号SMAJ5.0A。

技术问答发布时间 : 2017-10-10

瞬态抑制二极管（TVS）SP1001漏电流参数的意义是什么？

瞬态电压抑制二极管的漏电流是指PN结间在截止状态下流过的微弱电流，PN结上的漏电流是不可能避免的，因为PN结间只要有电子的存在就不可避免的会做无规则的运动，因而产生漏电流。

技术问答发布时间 : 2017-10-10

【产品】采用小尺寸DO-214AB封装的8.0SMDJ系列瞬态抑制二极管，提供8000W脉冲峰值功率耗损

Littelfuse推出的8.0SMDJ系列高电压瞬态抑制二极管解决方案提供8000W脉冲峰值功率耗损，采用紧凑的DO-214AB SMC封装。提供10/1000μs波形下8kW的峰值脉冲功率，出色的箝位性能以及高功率保护，防止灵敏电子设备因瞬态电压受损，并提高可靠性高功率密度，采用紧凑的小尺寸DO-214AB封装。

新产品发布时间 : 2019-09-25