艾賽斯IXYS的USB C型電纜允許消費(fèi)者使用它們?yōu)楣β矢哌_(dá)100W的電池供電的便攜式產(chǎn)品充電。這種高功率，快速充電的功能減少了便攜式產(chǎn)品必須連接到電源線上的時(shí)間。100W容量對于USB電纜來說是相當(dāng)大的功率。結(jié)果，由于電纜上的故障狀況，電纜可能會(huì)產(chǎn)生大量熱量。該連接器采用封閉式結(jié)構(gòu)，針腳間距窄。引腳的間距為0.5毫米，比USB Type-A連接器小五倍。污垢和其他污染物會(huì)導(dǎo)致電源和接地引腳之間的電阻故障。機(jī)械故障，例如彎曲的針腳或絕緣層破損也會(huì)導(dǎo)致電阻故障和過流情況。這些故障可能導(dǎo)致過熱并導(dǎo)致電纜繼電器故障，并可能損壞正在充電的產(chǎn)品。

 

  艾賽斯IXYS設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)是在USB Type-C連接器的有限空間內(nèi)整合熱保護(hù)功能。設(shè)計(jì)人員需要確保電纜的所有組件均能承受全部100W的充電功率，并且增加的熱保護(hù)功能不會(huì)將可用的充電功率降低到100W以下。

 

  艾賽斯IXYS針對這些挑戰(zhàn)的解決方案是設(shè)計(jì)用于USB Type-C電纜連接器的數(shù)字溫度指示器（DTI）組件。使用此組件可以避免電纜中的功率損耗，因?yàn)樗挥陔娎|的配置通道（CC）中，而不是位于電源線（即V BUS線）中。此DTI組件是Littelfuse制造的PolySwitch setP數(shù)字溫度指示器。其較小的表面安裝尺寸為2 mm x 1.2mm，比其他溫度感應(yīng)設(shè)備小30％，并且可以輕松插入U(xiǎn)SB插頭。當(dāng)周圍溫度達(dá)到特定值并且使用該設(shè)備的電路關(guān)閉電源傳輸時(shí)，該設(shè)備會(huì)通過實(shí)質(zhì)上增加其電阻的方式工作。setP溫度指示器模型的電阻-溫度曲線。在室溫下，器件電阻低于10Ω。在大約+ 100°C時(shí)，電阻至少增加了三十年。

 

  電路設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

 

  艾賽斯IXYS將setP數(shù)字溫度指示器放在USB C型電纜的每個(gè)插頭上，以感測一個(gè)繼電器或兩個(gè)繼電器上的潛在故障。連接配置通道（CC）中的每個(gè)DTI。當(dāng)達(dá)到DTI的跳閘溫度時(shí)，DTI 利用USB-IF標(biāo)準(zhǔn)1定義的系統(tǒng)參數(shù)來導(dǎo)致電源關(guān)閉。

 

  艾賽斯IXYS  setP DTI是唯一的，因?yàn)樗挥贑C線中，而不位于充電電源的路徑中。因此，setP DTI使充電電路與電源無關(guān)；無論電源，繼電器，充電器和接收器（正在充電的產(chǎn)品）之間協(xié)商的功率水平如何，DTI都能提供可靠的保護(hù)。

 

  艾賽斯IXYS USB-IF標(biāo)準(zhǔn)定義了一個(gè)監(jiān)視電路，根據(jù)在CC??線上測得的電壓電平，信號源將知道何時(shí)連接或斷開接收器。

  如果電源側(cè)的CC電壓達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)中定義的水平，則從VBUS引腳斷開電源。setP DTI電阻的增加將導(dǎo)致電壓增加。USB C型插頭的引腳布局。引腳A5是CC線，而VBUS在四個(gè)引腳上：A9，A4，B4和B9。每個(gè)DTI都安裝在CC行中。

 

  溫度指示器的推薦位置

 

  溫度指示器在繼電器中的位置將確定在故障情況下傳感器將檢測到的繼電器引腳上的溫度升高了多少。建議溫度指示器的位置距離繼電器插針不超過3 mm。

 

  測試結(jié)果表明，將溫度指示器放置在距連接器引腳較遠(yuǎn)的位置，每毫米，連接器中的溫度都會(huì)降低5°C。例如，如果距離插針3 mm處的檢測器溫度升高到100°C，則距離連接器3mm的溫度將降低15°C或85°C。

 

  艾賽斯IXYS印刷電路板（PCB）布局和焊接建議

 

  艾賽斯IXYS溫度指示器的推薦焊料布局焊盤。焊膏的最大厚度為0.25 mm。為避免損壞器件，請?jiān)诤附舆^程中確保最高封裝溫度不超過260°C。還應(yīng)使溫度上升和下降速率分別不超過3°C / s和2°C / s。保持溫度高于217°C不超過150秒。

 艾賽斯IXYS PCB成型注意事項(xiàng)

 

  艾賽斯IXYS容納PCB的繼電器通常使用內(nèi)部模具保護(hù)PCB。聚丙烯材料是常見的模塑材料。使用聚丙烯時(shí)，模具注射壓力可達(dá)到400 psi。數(shù)字溫度指示器可以承受普通的模具注射壓力。如果計(jì)劃使用其他成型材料，請仔細(xì)考慮成型壓力，以免對setP DTI施加物理限制。

 

  艾賽斯IXYS設(shè)計(jì)驗(yàn)證測試建議

 

  艾賽斯IXYS設(shè)計(jì)人員將希望驗(yàn)證電纜達(dá)到特定溫度水平時(shí)保護(hù)電路是否能夠保護(hù)電纜。一種測試配置，保溫室將提供變化的溫度。使用示波器監(jiān)視來自腔室內(nèi)熱電偶的腔室內(nèi)溫度和V BUS電壓。當(dāng)達(dá)到溫度指示器的轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，請驗(yàn)證V BUS電壓是否降至較低的值。

 

  冷卻熱室，并在溫度降至溫度指示器的轉(zhuǎn)變溫度以下時(shí)驗(yàn)證V BUS電壓是否恢復(fù)到其工作水平。通過此測試和類似的設(shè)計(jì)驗(yàn)證測試，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將可以放心地將電纜過渡到生產(chǎn)中。

 

  艾賽斯IXYS USB Type-C繼電器電纜流過高達(dá)100W的功率，因此熱保護(hù)對于確保電纜堅(jiān)固耐用是必不可少的。setP數(shù)字溫度指示器可提供必要的溫度保護(hù)，而又不會(huì)限制電纜的充電功率或干擾USB通信協(xié)議。