【应用】金瑞电子提出USB 3.0过电流保护PPTC组件应用解决方案，在阻值、静电敏感度等方面具有优势

时间： 2022-10-21 来源：金瑞电子官网

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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，金瑞电子将对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。

在USB应用中PPTC与半导体开关比较

USB应用中推荐使用JK-nSMD150，JK-SMD1210-150，JK-nSMD200，JK-SMD1210-260.

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型号- JK-P380,JK-NSMD350L-12,JKH30-050,JK-SMD0805-350L-12,JK-SMD0805-075L-12,JK-NSMD300L,JK60-025,JK-MSMD190L,JK250-020U,JK-NSMD050-30,JK-P260,JK-SMD0805,JK-MSMDL SERIES,JK60-030,JK30-090,JKH16-900,JK-MSMD075-33,JK-MSMD600L,JK16-1400,JK-NSMD050-24,JK-NSMD100-13.2,JK-SMD1210-035-30,JK-MSMD075,JK16-800,JK60-135,JK16-030(T),JK600-150U,JK-SMD0805-200L,JK60-017,JK-SMD1210-500L-12,JK-D170,JK-MSMD075-24,JK60-020,JK-D175,JK-SMD-0603-200L,JK-MSMD110-16,JK-SMD1210-450L-12,JK-SMD1210-175L-12,JK-SMD1210-350L,JK-SMD2920 SERIES,JK-MSMD500L-12,JK-MSMD500L,JK60-005,JK250-030U,JK60-250,JK30-075,JK60-010,JK60-375,JK-SMD1210L SERIES,JKH16-800,JK-MSMD050,JK16-1300,JK16-700,JK-MSMD850L,JK-NSMD650L,JK600-160U,JK-MSMD750L-12,JK-H1-4,JK-H1-2,JK-H1-3,JK-MSMD160,JK-MSMD450L-12,JK250-145U,JK-P180,JK-NSMD600L-12,JK-MSMD200-12,JK250 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SERIES,JK16-030,JK-SMD1210-350L-12,JK-P600,JK-M210,JK-SMD1210-600L-12,JK-SMD0805-175L-12,JK72-050,JKH16-1400,JK-SMD1210-380L-12,JK-SMD0805-100,JK-MSMD400L-12,JK130-090,JK-SMD0805-075L,SMD0805-005,JK16-025,JK-NSMD012,JK-SMD250L,JK130-025,JK-NSMD016,JK30-200,JK60-500,JK250-080U,JK-M350,JK-SMD-0603-150L,JK-MSMD550L,JK-NSMD010,JK16-050,SMD0805-110,JK-SMD1210-400L,JK-SMD1210-400L-12,JK-D,JK130-020,JK-H,JK-NSMD025,JK-NSMD175L-12,JKH16-1100,JK-NSMD450L-12,JK72-075,JK-SMD1210-075-24,JK-SMD0603L,JK-SMD-0603-175L,JK-SMD-0603-260L,JK-NSMD020,JK-NSMD750L-12,JK-SMD0805-300L-12,JK16-160,SMD0805-100,JK16 SERIES,JK-P730,JK-SMD1210-750L,JK130-030,JK-NSMD110,JK16-025(T),JK250-090U,JK-M370,JK30-300,JK16-075,JK-MSMD260L-12,JK-NSMD010-33,JK-D200,JK130-160,JK130 SERIES,JK-SMD1210 SERIES,JK130-040,JK250-2000U,JK-SMD1210-550L-12,JK-MSMD350L-12,JK-M,JK-NSMD005,JK-P,JK-M120,JK60 SERIES,JK-NSMD300L-12,JK72-090,JK-MSMD450L,JK130-050,JK-SMD1210-300L,JK16,JK-MSMD300L,JK-SMD185L,JK-SMD0805-050,JK30-120,JK-SMD1210-005,JK-SMD0603-010,JK30-250,JK-M950,JK250-100U,JK16-160(T),JKH,JK-SMD075L,JK-SMD0603L SERIES,JK72 SERIES,JK-SMD1210-010,JK-NSMD450L,JK-MSMD650L,JK16-1000,JK30-135,JK-M700,JK-SMD0603-003,JK-SMD1210-020,JK-SMD0603-005,JK-NSMD200L-12,JK-SMD0603-004,JK16-010(T),JK-SMD1210-150L-12,JK16-400,JK72-300,JK-SMD300L-16,JK-SMD1210-035-30V,JK-SMD0805-380L-12,JK-SMD260L,JK-NSMD380L-12,JK-SMD030L,JK-SMD200L-24,JK250-1500U,JK-SMD0805-075,JK-NSMD350L,JK-H SERIES,JK-M85

金瑞电子 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

金瑞电子PPTC自恢复保险丝选型表

金瑞电子PPTC自恢复保险丝选型，V(max): 0.05Vdc~250Vdc, I(max): 0.15A~50A, Pd[Typ]: 0.26W~6W

产品型号	品类	封装备注	V(max)(Vdc)	I(max)(A)	I(hold)@25℃(A)	I(trip)@25℃(A)	Pd[Typ](W)	Current(A)	Time(Sec)	R1min(Ω)	R1max(Ω)
JK250-020U	PPTC高压插件自恢复保险丝	插件	250Vdc	3A	0.02A	0.05A	1W	0.5A	0.5Sec	50Ω	160Ω

选型表 - 金瑞电子立即选型

The Operating Principle of Self Recovering Fuse PPTC in USB Protection

Self healing fuse (PPTC) is a very important electronic component widely used in the protection of USB interfaces. It has the characteristics of automatic protection and automatic recovery. When the current exceeds the set value, the circuit will be immediately cut off, and when the current returns to the normal range, the path will be automatically restored.

2024-08-29 - 技术探讨代理服务技术支持采购服务

【技术】金瑞电子JKPPTC系列超低电阻PTC的主要功能介绍

JKPPTC系列超低电阻PTC，有效解决因加PTC元器件而增加手机电池内阻带来的电池的有效使用率降低的问题，各种SMD封装和大电流产品满足各类电池的要求。

2022-09-14 - 技术探讨代理服务技术支持采购服务

JK-NSMD（L）系列表面贴装器件的JK-SMD1206（L）系列PPTC

描述- 本资料介绍了深圳金瑞电子材料有限公司生产的JK-SMD1206(L)系列过电流保护器件（PPTC）。该系列产品采用表面贴装技术，符合RoHS和无卤素标准。具有快速断开、耐温范围广等特点，适用于多种电路保护和控制应用。

型号- JK-NSMD150L,JK-NSMD380L,JK-NSMD350L-12,JK-NSMD380L-12,JK-NSMD600L-12,JK-NSMDL SERIES,JK-NSMD300L,JK-NSMD400L-12,JK-NSMD750L,JK-NSMDL,JK-NSMD SERIES,JK-NSMD550L,JK-NSMD350L,JK-SMD1206L SERIES,JK-NSMD600L,JK-SMD1206 SERIES,JK-SMD1206L,JK-NSMD550L-12,JK-NSMD260L,JK-NSMD500L-12,JK-NSMD175L-12,JK-NSMD450L-12,JK-NSMD400L,JK-NSMD650L,JK-NSMD200L,JK-NSMD700L-12,JK-NSMD300L-12,JK-NSMD450L,JK-NSMD175L,JK-NSMD750L-12,JK-NSMD□□□L-□,JK-NSMD260L-12,JK-NSMD500L,JK-NSMD200L-12,JK-NSMD650L-12,JK-NSMD700L,JK SERIES,JK-NSMD150L-12,JK-NSMD,JK-SMD1206

2018/7/2 - 金瑞电子 - 数据手册代理服务技术支持采购服务

UMX2211 USB 2.0高速（480Mbps）双2:1复用/解复用模拟开关

描述- UMX2211是一款适用于高速USB 2.0应用的差分通道2:1复用器/解复用器开关。该器件具有宽频带，允许信号以最小失真传递。它可以将来自USB主设备的差分输出复用到两个相应的输出之一。UMX2211提供高性能、低成本的高速USB2.0信号切换解决方案。

型号- UMX2211G-Q10-1814-R,UMX2211L-S14-R,UMX2211L-Q10-1814-R,UMX2211G-S14-R,UMX2211

2023/4/18 - UTC - 数据手册代理服务技术支持采购服务

JK-P260 PPTC热敏电阻产品规格书

描述- 本资料介绍了JK-P260型PPTC热敏电阻的产品规格。该产品具有特定的外形尺寸、电极材料和标签材料，具备耐流特性、最大电压等电气性能指标，适用于-40℃至85℃的工作温度范围。

型号- JK-P260

2022/9/5 - 金瑞电子 - 数据手册 - 版本：A1 代理服务技术支持采购服务

JK-MSMD300 PPTC设备

描述- 本资料介绍了JK-mSMD300型PPTC热敏电阻器的技术规格和应用指南。内容包括产品尺寸、性能指标、测试条件、焊接条件和安全注意事项。

型号- JK-MSMD300

2022/9/5 - 金瑞电子 - 数据手册 - Edition：A0 代理服务技术支持采购服务

【产品】符合RoHS规范且无卤素的表面贴装PPTC JK-nSMD（L），工作电流1.5~7.5A

金瑞电子推出JK-nSMD（L）系列表面贴装PPTC符合RoHS规范且无卤素，可以快速跳闸，1206尺寸，表面贴装，呈固态，工作电流：1.5A~7.5A，最大电压：6V/12V，工作温度：-40℃~85℃，具备CSA，UL，TUV认证。

2023-01-31 - 产品代理服务技术支持采购服务

JK-MSMD020 PPTC设备

描述- 本资料介绍了JK-mSMD020型PPTC热敏电阻器的技术规格和应用指南。内容包括尺寸、性能指标、测试条件、焊接条件和注意事项。

型号- JK-MSMD020

2022/9/5 - 金瑞电子 - 数据手册 - Edition：A0 代理服务技术支持采购服务

【经验】0.002Ω内阻的SMD PPTC microSMD450LR-C如何适用于标准USB Type C充电线保护？

为防止标准USB Type-C接口因充电时出现过流、过热造成USB充电线烧毁，需要加入一款保持电流为3.6A~4.5A的PPTC做过流保护，推荐一款Littelfuse（力特）PolySwitch封装PPTC，型号为microSMD450LR-C-2，1210封装，保持电流为4.5A，动作电流9A，最大工作电压12V，最大工作电流10A，最大功率1W，最小电阻仅0.002Ω（非焊接状态）。

2018-10-26 - 设计经验代理服务技术支持采购服务