作為全球排名第一的電路保護品牌，Littelfuse為客戶提供享譽世界、頂級性能的電子、電信、汽車和電氣行業品牌產品。在慕尼黑上海電子展上，Littelfuse分別展示了其較新的產品和技術，其中包括Littelfuse過去一年在汽車電子、LED照明、數據中心和云基礎設施，建筑/家居自動化和物聯網，白色家電等方面的突出研究成果。 

Littelfuse亞太區銷售副總裁Peter Kim先生表示：“Littelfuse是電路保護的全球領軍企業，在電源控制和感應方面擁有不斷增長的全球平臺。我們正在給許多快速發展的行業帶來新的產品和技術，我們希望通過加大創新技術投入促進全球領域的智能制造，特別是支持中國制造2025。”

除了新產品與技術的展示，Littelfuse同期舉行了三場精彩的技術演講：高可靠性電動汽車的電路保護、USB-C的威脅和保護，以及采用TMR技術的汽車傳感器以及實現更加舒適和節能的駕駛的電子解決方案。

針對USB-C的威脅和保護的問題，記者采訪了Littelfuse資深技術行銷工程師游恭豪，討論了從業界到消費者廣泛關注的一些問題。

 

USB-C帶來的問題

       游恭豪與記者探討了當USB-C電路失效時，如何建立安全且可靠的保護機制，減少因為過熱而造成使用者受傷或裝置損壞。

他首先介紹說，USB-C可廣泛應用在高速數據連接與高功率電源傳輸，從手機、計算機，到顯示器都能看見其身影。USB-C之所以如此受歡迎，日漸普及，在于其靈活設計的不同功能能夠滿足不同使用者的需求。其4個優勢包括：小巧且正反可插的連接；功率高達100W；高速數據；以及交替模式。

游恭豪指出，USB-C給設計人員帶來了獨特的挑戰，包括0.5毫米針腳間距的緊湊設計；10 Gbps的USB 3.1 Gen2；USB-PD高達100 W；對不受控制過熱污染敏感的風險；以及曾有報道電纜和設備的熱損傷（燃燒）。

他解釋，即使是合格的USB-C線材或裝置仍有過熱的危險。常見的失效模式包括：人體接觸帶來的ESD靜電放電；熱插拔和拔去插頭時的浪涌；針腳彎曲和電纜磨損引起的過載電流；棉絮、水、泥土灰塵等一起的連接器污染造成的過熱現象。因此，USB-C插頭易發生危險的過熱問題。

 

 

在分析了臟污造成的連接器過熱時，游恭豪表示，大量熱量可導致連接器損壞，可能的故障位置是接觸電阻增加（A點）和絕緣電阻降低（B點）。其原因在于接觸針腳污染、變形、磨損、銹蝕等；或是小的異物，如金屬粒子、頭發、皮毛、液體等進入連接器。

 

 

Littelfuse幫助降低USB-C的風險

游恭豪告訴記者，Littelfuse的PTC的解決方案可以幫助降低USB-C的風險。自恢復型PTC可以提供過熱保護，利用其電阻值隨著環境溫度上升而增加的特性, 達到中斷USB電流的目的。臟污造成連接器發熱的基本原理是由于接觸針腳的污染/變形造成接觸電阻（R）增加，伴隨著USB Type-C的充電電流（i）增加到3A/5A，便產生可觀的熱來自接觸針腳（i²R）。

 

 

他介紹說，Littelfuse提供USB插頭里面的PTC，為USB插頭/插座提供過熱保護。

 

Littelfuse是SMD可恢復PTC作為USB-C過熱保護的陣容如下表所示。

 

 

ESD靜電保護怎樣做才能合規

IEC 61000-4-2標準是國際電工委員會所頒布的一個基礎性標準，它適合于各種電氣與電子設備的電磁兼容性系統級測試。游恭豪說，對于USB，常用的測試級別是±8kV接觸放電和±15kV空氣放電，而USB類型所需的ESD保護是所有USB類型，包括USB Source主端口、USB Sink從端口和USB電纜。TVS二極管陣列可以提供ESD保護。

 

 

游恭豪強調，所有USB線路/針腳的設計都需要考慮ESD保護。為USB優化的解決方案是采用小封裝的TVS二極管陣列，它可以承受高浪涌和ESD，經由低鉗位電壓和超低電容。

另一個問題是信號完整性，這是高速數據傳輸的關鍵。電纜組件插入損耗要求是：USB 3.1 Gen 2為-5.8 dB @ 5 GHz，1米電纜，USB 3.1 Gen 2為-11 dB @ 10 GHz，1米電纜；Littelfuse超低電容（0.1pF）TVS二極管陣列僅有-1 dB @ 5 GHz和-3 dB @ 10 GHz的損耗，對USB眼圖的影響降到較低。

 

 

 

根據USB-C的連接器的ESD、過熱、過流保護要求，每一個針腳都需要保護，因此必須挑選一個完美的方案

 

 

游恭豪較后總結道，USB Type-C連接器正在取代所有其他連接器，但臟污容易導致過熱故障，而可恢復SMD PTC有助于防止過熱。通過采用超低電容較小封裝的TVS二極管陣列提供的強大的ESD和耐浪涌解決方案可以有效防止ESD事件，確保較佳的信號完整性。Littelfuse為USB-C提供了各種保護器件和保護類型。

 

 

在Littelfuse網站，工程師可以找到一些相關文獻設計和選擇指南，如電子產品選擇指南，包括所有Littelfuse技術、所有產品規格和應用的快速參考；還有系統級ESD設計指南，討論了多個應用，如：USB1.1/2.0/3.0、HDMI和DVI、音頻（揚聲器/麥克風）、鍵盤/按鈕，等等。以及USB3.1 Type-C保護解決方案，如PTC和TVS二極管陣列解決方案快速參考。

 

www.littelfuse.com