以下內(nèi)容中，小編將對TI TPD4S311端口保護(hù)器的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行著重介紹和闡述，希望本文能幫您增進(jìn)對這款電路保護(hù)IC產(chǎn)品的了解，和小編一起來看看吧。

一、TPD4S311端口保護(hù)器概述

TPD4S311是單芯片USB Type-C端口保護(hù)設(shè)備，可提供20V的VBUS短路過電壓和IEC ESD保護(hù)。

自發(fā)布USB Type-C連接器以來，已經(jīng)發(fā)布了許多不符合USB Type-C規(guī)范的USB Type-C產(chǎn)品和配件。 USB Type-C Power Delivery適配器就是一個(gè)例子，該適配器僅在VBUS線上施加20 V的電壓。 USB Type-C的另一個(gè)問題是，連接器的機(jī)械扭曲和滑動(dòng)可能會(huì)縮短針腳的位置，因?yàn)樗鼈冊谶@個(gè)小型連接器中的距離非常近。這可能導(dǎo)致20 V VBUS與CC和SBU引腳短路。同樣，由于Type-C連接器中的引腳接近，人們更加擔(dān)心雜物和濕氣會(huì)導(dǎo)致20-V VBUS引腳與CC和SBU引腳短路。

這些非理想的設(shè)備和機(jī)械事件使CC和SBU引腳必須能夠承受20V的電壓，即使這些引腳僅在5V或更低的電壓下工作。 TPD4S311通過在CC和SBU引腳上提供過壓保護(hù)，使CC和SBU引腳能夠承受20 V的電壓，而不會(huì)干擾正常工作。該器件在SBU和CC線上串聯(lián)放置高壓FET。當(dāng)在這些線路上檢測到高于OVP閾值的電壓時(shí)，高壓開關(guān)就會(huì)斷開，從而將系統(tǒng)的其余部分與連接器上的高壓狀態(tài)隔離開來。

大多數(shù)系統(tǒng)要求外部引腳具有IEC 61000-4-2系統(tǒng)級ESD保護(hù)。 TPD4S311為USB Type-C連接器的CC1，CC2，SBU1和SBU2引腳集成了四個(gè)IEC61000-4-2 ESD保護(hù)通道。 這意味著TPD4S311的單個(gè)芯片中的USB Type-C連接器上的所有低速引腳都提供了IEC ESD保護(hù)。 此外，CC和SBU線路需要具有22V DC耐壓的高壓IEC ESD保護(hù)，以便同時(shí)支持IEC ESD和VBUS短路保護(hù)。 可以提供這種保護(hù)的離散市場解決方案并不多。 TPD4S311集成了此高壓IEC ESD二極管，經(jīng)過專門設(shè)計(jì)以確保其與設(shè)備內(nèi)部的過壓保護(hù)FET配合使用。使用分立組件很難生成這種解決方案。

二、TPD4S311端口保護(hù)器詳述

TPD4S311端口保護(hù)器為USB Type-C連接器的CC1，CC2，SBU1和SBU2引腳提供4通道VBUS短路過壓保護(hù)。 TPD4S311能夠在其C_CC1，C_CC2，C_SBU1和C_SBU2引腳上處理24-VDC。這是必要的，因?yàn)楦鶕?jù)USB PD規(guī)范，將VBUS設(shè)置為20V運(yùn)行時(shí)，在不同USB PD VBUS電壓的電壓躍遷下，允許VBUS電壓合法擺動(dòng)至21V和21.5V。 TPD4S311內(nèi)置高達(dá)24VBUS的容差，以提供高于21.5V規(guī)范的裕量，從而能夠支持可能會(huì)破壞USB PD規(guī)范的USB PD適配器。

當(dāng)發(fā)生VBUS短路事件時(shí)，由于熱插拔事件中的RLC元素，會(huì)發(fā)生振鈴。由于該RLC電路中的電阻非常低，因此振鈴可能會(huì)在連接器上出現(xiàn)兩倍于穩(wěn)定電壓的振鈴。如果在短路至VBUS事件期間線路上的任何電容器的電容值降低，則可能會(huì)產(chǎn)生超過2倍的振鈴。這意味著在“與VBUS短路”事件期間，USB Type-C引腳上可能會(huì)看到超過44 V的電壓。 TPD4S311端口保護(hù)器具有內(nèi)置電路保護(hù)來處理此振鈴。用于IEC ESD保護(hù)的二極管鉗位電路也可在VBUS短路事件期間鉗制振鈴電壓，以將峰值振鈴限制在大約30V。此外，TPD4S311端口保護(hù)器內(nèi)置的過壓保護(hù)FET可以承受30 V的電壓，因此能夠支持在VBUS短路事件中遇到的高壓振鈴波形。精心設(shè)計(jì)的電壓鉗位和30V耐壓OVP FET的組合確保TPD4S311能夠處理VBUS熱插拔事件，熱插拔電壓高達(dá)24 VDC。

TPD4S311端口保護(hù)器具有70 ns(典型值)的極快關(guān)斷時(shí)間。此外，在TPD4S311端口保護(hù)器的系統(tǒng)側(cè)OVP FET(CC1，CC2，SBU1，SBU2)引腳上的OVP FET之后放置了額外的電壓鉗位，以進(jìn)一步限制在USB Type-C CC / PD控制器期間暴露給USB Type-C CC / PD控制器的電壓和電流 OVP FET關(guān)閉時(shí)的間隔為70 ns。 連接器側(cè)電壓鉗位，具有極快關(guān)斷時(shí)間的OVP FET和系統(tǒng)側(cè)電壓鉗位的組合，可確保在VBUS短路期間CC1，CC2，SBU1或SBU2引腳上看到的應(yīng)力水平 小于或等于HBM事件。 這是通過設(shè)計(jì)完成的，因?yàn)槿魏蜺SB Type-C CC / PD控制器都將內(nèi)置HBM ESD保護(hù)。

最后，小編誠心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀，對小編來說都是莫大的鼓勵(lì)和鼓舞。最后的最后，祝大家有個(gè)精彩的一天。