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USB Type-C電力:下一個裝置是否該配有USB Type-C?
 

【作者: TI】   2017年05月16日 星期二

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隨著USB Type-C埠在筆記型電腦、平板和智慧型手機上越來越普及,採用此埠的先驅者所經歷的失敗經驗也隨之增加。這些故障往往是因為新的USB Type-C電纜不符合官方的USB 3.1規格所導致。


大多數系統在使用上一代的USB(常見的如圖一所示)時,通常能夠承受來自不合規電纜<10W的電流。然而,由於現在透過USB Type-C的充電量可以高達100W,適當的系統保護因而變得更加複雜。



圖一 : 當今受歡迎的USB連接器從左到右:Type A、Mini B和Micro B
圖一 : 當今受歡迎的USB連接器從左到右:Type A、Mini B和Micro B

並非所有USB Type-C電纜都相同

許多人所擁有的裝置幾乎都有某種形式的USB連接器,無論是較大的矩形連接器(Type A)或是較小的微/迷你埠。由於每個裝置配有的連接器各不相同,許多人因此經常將不同裝置的電纜混著使用。上一代所有USB電纜傳遞的功率都相當低(<10W),因此不會造成什麼太大的問題。


圖二所示的100W充電支援和一個新的實體連接器是USB Type-C標準所帶來的兩個新改變。因此,所有的USB電纜都需要升級。市面上有許多在各個網站上進行販售生產的USB Type-C電纜公司。無論是合規還是不合規的電纜,其數量難以估計。而無意中買到不合規的電纜甚至有可能破壞其所連結的系統。



圖二 : 新一代連接器:USB 3.1,也稱為USB Type-C
圖二 : 新一代連接器:USB 3.1,也稱為USB Type-C

落實USB Type-C保護措施的好處

為了避免消費者的裝置受到損害,無論他們最終使用哪種USB Type-C電纜,設計人員都需要確保有為系統設計穩健的電源路徑保護。如此將有助於確保消費者免於各種常見的問題,包括電纜故障時的帶電插拔、因為潮濕所造成間隔緊密的針腳短路、或者是跑進連接器內部的外來碎屑。圖三為其原理圖。



圖三 : 配有音訊配件支援的USB Type-C電源路徑保護參考設計原理圖
圖三 : 配有音訊配件支援的USB Type-C電源路徑保護參考設計原理圖

USB Type-C埠需要多層的保護,特別是電源路徑和訊號路徑的保護。在本參考設計中,TPD6E05U06處理CC1、CC2、D +、D-、SBU1和SBU2針腳上的訊號路徑保護。該裝置將六個超低負載電容瞬態電壓抑制(TVS)二極體整合到一個單晶片中,提供國際電子電機委員會(IEC)61000-4-2 第4級靜電放電(ESD)保護。TPS25923 eFuse和CSD17571Q2功率MOSFET共同為電源路徑提供達30V的過壓保護、限流和阻斷反向電流。


TUSB320LAI、TS5USBA224和TS3A226AE管理USB電纜的定向(別忘記USB Type-C是可翻轉使用的連接器)、執行任務(DFP,UFP,DRP)和電纜附帶/分離。


另外,這些裝置為類比音訊配件提供支援,使電力或音訊可以透過單個USB Type-C埠進行傳輸。下載配有音訊配件支援的USB Type-C電源路徑保護參考設計,為下一個USB Type-C設計增添適當的保護。


參考資訊--白皮書

1.「USB Type-C的低成本實作」http://www.ti.com/lit/wp/slly016/slly016.pdf


2.「USB Type-C和電力傳輸應用和需求入門書」http://www.ti.com/lit/wp/slyy109/slyy109.pdf


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