如何使用PPTC设计USB接口的电路保护

如何使用PPTC设计USB接口的电路保护

USB装置可归类为向USB提供额外联接点的集线器，或是为系统提供其它功能的功能模块（例如数控操纵杆）。集线器装置还可进一步分为总线供电和自供电两种。

总线供电集线器从USB连接头的电源插脚取得所有内部功能模块和后续接口所需的电源。集线器从前级的装置中可获取高达500毫安的电流。而有源总线集线器的外接口每个可获得高达100毫安电流，最多可有4个外接口。

自供电集线器用于内部功能和后续接口的电源并不是来自USB接口，尽管前级的USB接口能够提供100mA的电流并使得当集线器发生断电时，界面仍然能够正常运行。集线器必须能够为所有後级联接上提供高达500毫安电流。

USB规范对电流过载保护的要求如下：

* 为安全起见，主机和自供电集线器必须提供电流过载保护。

* 电流过载跳闸点不能超过5.0安培，而且必须高於最大允许的接口电流，使得瞬间电流（例如，电源打开或动态联接或重新配置时）不会导致电流过载保护器跳闸。

USB规范要求可以有独立或集合两种电流保护方案。使用PolySwitch分别保护独立接口， 能对后续电源联接提供有效的保护设计。当某个接口发生故障，该接口的PolySwitch装置跳闸，相邻的接口仍能够正常运行。独立接口保护也使得设计者选择较轻巧、反应较为迅速的装置。

图1是独立接口保护的基本电路及电流过载报告电路。在正常情况下，PolySwitch装置的后续设备电压（Va）约为5V。在发生故障时，Va会趺至低于1V。

图1. 独立接口保护电路低压触发电流过载插脚故障报告

电路板布局考虑

* 所有正电源线布线应尽可能短并至少应用50-mil或1-ounce的铜线。

* 尽可能避免过孔布线，如果不可避免，需将布线适当加粗。

* 如果使用电源总线开关，将它放置靠近USB连接头。

* 如有可能，分开火线和地线层次。

* 如使用多层板，将开关部分（后续电路）和非开关部分（逻辑电路或前级电路）分开。

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