一文解析USB Type-C接口全方位保护方案

一文解析USB Type-C接口全方位保护方案

Type-C 有着强大的兼容性，除了保留 D+/D- 引脚支持 USB 2.0 数据传输外，还在规范定义上兼容其他协议标准的信号传输，例如对 DP 信号传输的支持。因此成为能够广泛连接智能手机、 PC、游戏主机、存储设备和扩展坞等绝大部分电子设备的标准化接口，实现数据传输和设备充电的统一。

图1 USB Type-C 接口引脚分布

USB Type-C 连接器外形小巧，在 8.3 x 2.5mm 的空间内实现了 24 个连接器引脚，具有很高的引脚密度，结构设计上还需要满足上万次的插拔应用。

总之，USB Type-C 功能强大，但在产品开发中，系统层面的鲁棒性设计也面临着诸多挑战。

USB Type-C 接口全方位保护方案

豪威集团旗下韦尔半导体针对 USB Type-C 应用推出了全面的解决方案。在确保不牺牲高功率、高速数据传输性能的前提下，为接口提供安全、可靠的防护，帮助设备制造商有效降低产品返修率，提升产品品质。

图2 笔记本电脑 USB Type-C 接口功能框图

保护方案由三颗器件组成（对应 图2 橙色部分），分别为 WS4684C-15/TR ，WS4683C-16/TR 和 WS3233Q-20/TR 。

01、WS4684C-USB 功率开关

主要应用：

USB Type-C VBUS 充电保护

特点及优势：

2.5~20V 输入电压范围，最大电流 5A ，满足 USB PD 3.0 最高功率要求

小型化，1.65 x 2.67mm ， CSP-15L 封装

图3 WS4684C 典型应用

02、WS4683C-USB 限流负载开关

笔记本电脑的 Type-C 接口通常需工作在 DRP 模式。出于对系统充放电的安全考虑，基于 UL62368/CB62368 的安规要求，VBUS 通路需要具备输出过流保护功能。

图4 电流保护快速响应

主要应用：

USB Type-C VBUS 放电保护

特点及优势：

400mA~3.3A 可编程过流保护

快速响应的反向电流保护

支持 USB PD 3.0 协议要求的 FRS 功能

小型化，2.05 x 2.05mm , CSP-16L 封装

图5 WS4683C 典型应用

03、WS3233Q-USB Type-C保护开关

如前所述，由于 USB Type-C 接口的功率和信号引脚最小间距仅有 0.5mm ，用户实际使用中因异物等原因，VBUS 会有和周边引脚短接的风险，为低压信号引脚及相关电路带来隐患。

韦尔半导体推出的过压保护开关，WS3233Q-20/TR 信号通路具备高达 800MHz 的 -3dB 带宽，在不影响高速信号完整性的情况下，实现 24V 的过压保护能力。在一颗芯片上，高压和高速性能不再互相妥协。此外，WS3233Q 内部还集成了 D+D- 通道的 ESD 泄放通路，达到 IEC61000-4-2 Contact ±8KV 标准。单颗芯片在不影响高速数据传输的基础上，提供过压保护和静电防护的集成解决方案。

应用：

USB Type-C CC/SBU 保护

特点及优势：

OVP Short-to-VBUS：24V

带宽 800MHz -3dB ，实现高耐压的同时，具有高带宽

低静态电流，70uA

QFN3*3-20L 通用封装

图6 WS3233Q典型应用

WS4684C-15/TR、WS4683C-16/TR 和 WS3233Q-20/TR 的组合实现了对过压、过流、过温、浪涌、ESD 等各种常见干扰异常的保护和抑制，是业界最完善的 USB Type-C 接口保护方案之一。

三片保护方案也同时带来了系统设计的最大灵活性，可以针对设备接口功能定义类型全部或部分使用，以节省成本。

版权声明：本文内容由网络用户投稿，版权归原作者所有，本站不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。如果您发现本站中有涉嫌抄袭或描述失实的内容，请联系我们jiasou666@gmail.com 处理，核实后本网站将在24小时内删除侵权内容。