| 從性能上看，USB Type-C幾乎是“萬(wàn)能”的。在數(shù)據(jù)傳輸方面，它支持USB3.1規(guī)范；同時(shí)它也是電子設(shè)備的功率傳輸接口，基于最新的USB-PD協(xié)議，經(jīng)由USB Type-C可傳輸最高100W的功率；此外，USB Type-C同時(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)和音/視頻信號(hào)的傳輸，堪稱(chēng)多面手；最后，在物理結(jié)構(gòu)上USB Type-C支持無(wú)方向的正反插，身材也更纖細(xì)。
雖然USB Type-C很強(qiáng)大，但產(chǎn)品可靠性的問(wèn)題也不容忽視，使用中由于熱插拔、短路、ESD、故障設(shè)備和用戶(hù)誤操作引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，需要有可靠的電路保護(hù)措施來(lái)化解。此外，D+/D-雖然不是直接和VBUS相鄰，但也有可能發(fā)生短路，只是概率相比于CC和SBU低些，所以D+/D-也需要過(guò)壓保護(hù)。以上引腳除了過(guò)壓保護(hù)，還需采用 IEC 61000-4-2 系統(tǒng)級(jí) ESD 保護(hù)。
就在近期，谷歌推出了針對(duì)所有四代Pixel智能手機(jī)的Android 10操作系統(tǒng)。XDA開(kāi)發(fā)人員通過(guò)Android 10的源代碼意外發(fā)現(xiàn)該操作系統(tǒng)版本具備USB端口污染和過(guò)熱檢測(cè)的新功能。這兩項(xiàng)新功能既能保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕材鼙ＷCUSB端口充電時(shí)的安全性，相當(dāng)?shù)貙?shí)用。
隨著USB Type-C商用進(jìn)程的加速，其強(qiáng)大的功能逐漸凸顯。在享受USB Type-C強(qiáng)大功能性的同時(shí)，市場(chǎng)對(duì)兼顧其可靠性和安全性的保護(hù)方案需求也逐漸增多。艾為也推出了自己的Type-C接口保護(hù)方案。將過(guò)壓保護(hù)芯片（OVP）串聯(lián)放置在管腳線(xiàn)路上。當(dāng)在這些線(xiàn)路上檢測(cè)到高于 OVP 閾值的電壓時(shí)，其內(nèi)部高壓功率開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)，并且將系統(tǒng)的其余部分與連接器上存在的高壓狀態(tài)隔離。
CC和SBU通道過(guò)壓保護(hù)方案是類(lèi)似的，但通道功能有差異，需要分別處理。
SBU通道為了兼容USB2.0的D+/D-通道，帶寬設(shè)計(jì)為800MHz以上，這就要求降低通道上的寄生電容。通道上的寄生電容主要來(lái)自靜電保護(hù)的ESD管和開(kāi)關(guān)管。艾為設(shè)計(jì)的小電容ESD很好地降低了SBU通道上的寄生電容，是SBU通道帶寬做高的關(guān)鍵。同時(shí)還優(yōu)化了開(kāi)關(guān)通道走線(xiàn)和PAD布局，進(jìn)一步減小寄生電容。
由于短路、熱插拔或設(shè)備故障都有可能引起浪涌。所以Type-C接口的每個(gè)引腳都需要有TVS保護(hù)，內(nèi)置或者外置。內(nèi)置的TVS可以省去外部的貼片TVS，節(jié)省了PCB板面積，降低了客戶(hù)選擇高壓TVS的難度。TVS管可以泄放浪涌能量，降低浪涌電壓，有效保護(hù)下游電路。
TVS的啟動(dòng)電壓必須大于OVP功率開(kāi)關(guān)管的DC工作電壓，泄放浪涌的嵌位電壓小于開(kāi)關(guān)管擊穿電壓；浪涌管的尺寸足夠大可以泄放能量而不發(fā)生熱燒毀。
浪涌保護(hù)的原理是接口發(fā)生浪涌，浪涌電壓大于浪涌管的啟動(dòng)電壓，TVS管開(kāi)始泄放能量，接口端電壓被嵌住，泄放的能量越大，電流在通路上由于寄生電阻產(chǎn)生的壓降越大，嵌位電壓也被抬高，嵌位電壓不能大于OVP開(kāi)關(guān)的擊穿電壓。發(fā)生浪涌時(shí)，接口端也會(huì)發(fā)生過(guò)壓，這時(shí)OVP開(kāi)關(guān)管斷開(kāi)，保護(hù)下游電路不受損壞，OVP開(kāi)關(guān)管過(guò)壓斷開(kāi)的速度越快，OVP開(kāi)關(guān)管輸出的殘壓越低，越能保護(hù)下游電路。 |
