Type-C 端口短路保护参考设计 tips:TI设计方案参考分析:TI Designs:TIDA-050016 1.系统描述 这款 USB Type-C 电力输送 (PD) 设计方案是集成在USB Type-C 直通板中的TPD6S300A 集成芯片模块。 USB Type-C 电力传输功率高达 100W,VBUS 最高电压可达 20V,因此电路保护的需求越来越大。此方案设计模拟了两个带有短路保护电路的 Type-C 端口相连接的应用,并提供了一种简单的方法来手动将 VBUS 短接到CC 和 SBU 引脚。为了演示此功能,两个器件的连接器侧将与按钮开关结合使用。 该方案设计特性: 通过按钮将 CC 和 SBU 引脚短接到 VBUS; 应用
1.系统描述 该设计强调了VBUS过压保护的实现和重要性。此设计提供了一种方便的方法来观察短路到VBUS的过压保护,使用按钮手动创建VBUS到CC或SBU短路,并使用测试点来观察结果。 在短路到VBUS的事件中,电压钳位和30 V耐受性OVP FETs的良好设计组合确保TPD6S300A可以处理热插拔电压高达24 VDC的短路到VBUS热插拔事件。 此外,这种直通设计上方便的Type-C插座使用户可以轻松评估其现有USBType-C系统对TPD6S300A过压保护和ESD保护的操作。 2.系统概述 (1)TIDA-050016框图 (2)设计注意事项 自USB Type-C规范发布以来,已发布了许多不符合USB Type-C规范的USB Type-Chave产品和配件。 USB Type-C的一个问题是CC,SBU和VBUS引脚非常接近,因为Type-C connector的引脚间距很小。 这些非理想的设备和机械事件使得CC和SBU引脚必须与20V兼容,即使它们仅在5V或者,更低的电压下工作。 TPD6S300A通过在CC和SBU引脚上提供过压保护,使CC和SBU引脚能够耐受20V,而不会干扰正常操作。 该设备将高压FETs串联放置在SBU和CC线上。当在这些线路上检测到高于OVP阈值的电压时,高压开关被打开,从而将系统的其余部分与连接器上存在的高压状态隔离开来。 大多数系统对其外部引脚需要IEC 61000-4-2系统级ESD保护。Tpd6s300a为CC1、CC2、SBU1、SBU2、DP、DM引脚集成了IEC 61000-4-2 ESD保护,无需在连接器外部放置高压TVS二极管。 (3)主要器件 1.TPD6S300A TPD6S300 是一种单芯片 USB Type-C 端口保护解决 方案,可提供 20V VBUS 短路过压和 IEC ESD 保护。TPD6S300通过在 CC 和 SBU 引脚上提供过压保 护,可以使 CC 和 SBU 引脚实现 20V 容差,同时不 会干扰正常工作。该器件将高压 FET 串联放置在 SBU 和 CC 线路上。当在这些线路上检测到高于 OVP 阈值 的电压时,高压开关被打开,并且将系统的其余部分与 连接器上存在的高压状态隔离。大多数系统都需要为其外部引脚应用 IEC 61000-4-2 系统级 ESD 保护。TPD6S300为 CC1、 CC2、SBU1、SBU2、DP、DM 引脚集成 IEC 61000- 4-2 ESD 保护,并且无需在连接器上通过外部放置高 压 TVS 二极管。 TPD6S300A能够在其C_CC1、C_CC2、C_SBU1和c_sbu2引脚上处理24-vdc。这是必要的,因为根据USB PD规范,在为20-voperation设置VBUS的情况下,允许VBUS电压合法地从不同的USB PD VBUS电压转换到21 V和21.5 V。 TPD6S300A建立了高达24vbus的容差,以提供高于此21.5V规格的边缘,从而能够支持可能会破坏USB pd规格的USB PD适配器。 在此方案设计中,使用了两个TPD6S300A芯片,其连接器侧被绑在一起,以展示短到VBUS的过压保护。穿通板的设计旨在使用户可以轻松地评估自己系统中的TPD6S300A过压保护,并确保他们的接收器和源都受到保护,免受按钮引起的VBUS短路的影响。 2.TPS709 两个TPD6S300A的电源来自输入LDO tps709的Type-C插座。在该应用中,由于功耗非常低,因此也可以从PD控制器中的其他集成LDO供电。CC1和CC2引脚上的电阻为5.1k,仅从兼容的电源要求5 V。TPS709是宽输入电压LDO,可以保护LDO免受不兼容的type-C源的影响。 (4)系统构成 例如,C型插头连接到计算机,插座通过C型电缆连接到手机。 系统原理图: 3.软件、硬件、测试要求和测试结果 (1)所需的硬件和软件 1.硬件 2.软件 (2)测试和测试结果 1.测试设置
PCB欣赏: SUPER speed1 GND1 HIGH SPEED1 GND2 power1 power2 GND3 SUPER speed2 |
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来自: 李清龙1023 > 《USB Type-C》