原创 USB3.0的接口保护新方案

摘自上海雷卯电子


“USB 3.0标准保护方案必须支持每端口最小900mA的电流，过电流保护必须满足发生故障时在60s内将故障电流限制在5A以下。”。

与USB2.0集线器可以通过总线供电不同，USB3.0将不会提供这种选择，而只能通过自有电源供电。由于需要一个插孔端口对USB3.0集线器应用中的所有连接器供电，因此该插孔上需要使用电路保护器件防止因过压事件受损，这类事件可能有非稳压电源、逆向电压或电压瞬态。现在只要一颗ESD器件，能够帮助实现协同的过流/过压保护方案。

在过压保护方面，USB3.0新规范的出台将使传统0.5A端口设计的过压保护器件不再适用。如果一台0.9A主机断开，将产生高感应电压尖峰，这会对仍然留在总线上的设备造成负面影响。各种接口和充电系统都会因为使用不正确充电器、稳压不良的第三方充电器或者热插拔事件而使便携式电子设备面临受损的危险。

雷卯电子表示：“虽然主要的手机OEM厂商都有内部关于USB输入口的过压保护要求，以保证USB输入端口可以承受16V到24V的电压，但内部测试表明，带电热插拔时所引起的瞬态脉冲，尽管非常短仍然会超过上述的16-24V电压。我们建议在所有USB设备电源输入端口进行过压保护。”

在所有USB受电设备，尤其是VBUS端口上安装过压保护器件可以有效防止因电压瞬态而受损。对于USB 3.0而言，ESD器件可酌情置于USB输入端口、Power -B插头和母插孔电源端口上。leiditech指出，USB 3.0对于过压保护的要求相对于 USB2.0没有任何变化，不会影响所推荐用于USB端口的过压、ESD保护元件的型号。

过压瞬态往往是ESD造成的，电源总线和数据总线上都可能出现。现有USB 2.0协议支持最高480Mbps的数据传输速率，而USB 3.0规范支持的数据传输速率高达5Gbps，因此USB 3.0的数据线上需要具有快速钳位和恢复响应的极低电容ESD器件。