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应用自恢复保险丝保护USB电路方案分析

2020-11-25 17:02:03  1453 自恢复保险丝 USB电路
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充电电流的增大,对于充电数据线的要求也提出了更高的要求,不仅仅是数据线中电源线和接地线的线径变粗,同时对于USB端口接触的可靠性也要求更高。如果USB端口在使用过程中有接触不良、或者有异物掉入(类似汗液之类东西)等情况发生,那么在2A电流充电的过程中,在USB端口处就会有很大的功耗(I2R的关系),如果这个功耗大大的超过手机USB端口能承受的范围,端口就会发热,进而烧黑,严重情况下会烧毁手机,发生火灾。在智能手机实际使用过程中,发生手机烧毁甚至爆炸的案例,也时有所闻,这对消费者的人身安全构成了重大的危险,对智能手机USB端口的安全保护也成为众多厂家亟需完善的课题。

金开盛电子专业的电路解决方案商,针对智能手机数据线的USB端口存在的以上风险,设计了USB2.0静电防护方案.提出使用正温度系数热敏电阻即自恢复保险丝PPTC这种元件,将该保护元件安装在USB数据线内部进行有效的过流过温保护。
图片1.png 微信截图_20201125163055.png
方案优点
USB2.0提供500Mbps的传输速度,本方案采用单颗器件防护,节约空间,保证信号完整性,满足IEC61000-4-2,等级4,接触放电8kV,空气放电15kV。如对Vbus有过流要求,需配PTC保护

方案应用
笔记本电脑
家用台式电脑
工业电脑
枪机设备
网络打印机
机顶盒
Pad
移动手持设备
电视
车载
DVD刻录机
其他含USB2.0端口设备

高分子自恢复保险丝是由半晶状聚合物和导电微粒复合而成。在正常温度下,导电微粒在聚合物中构成低电阻的网格。然而,不论因为通过器件的电流升高或者因为环境温度升高,当温度高至器件的开关温度(TSw)时,聚合物内的晶状体将熔化并变成非晶状。而在晶状体的熔化过程中其体积将增加并分离了导电粒子,从而导致器件电阻非线性的增加。只要外部施加的电源电压保持在这个电平,则器件会一直锁定在动作状态(即器件会一直保持闩锁在保护状态)。一旦电压下降或者电源被断开重新启动后,PPTC自恢复保险丝就会恢复到正常工作状态。

将PPTC自恢复保险丝放置在USB端口,当端口温度超过一定数值,可恢复保险电阻就会动作,电阻增大,从而切断高达2A的充电电流,使microUSB端口的温度冷却下来而不至于损坏端口。使用金开盛电子PPTC自恢复保险丝器件作为保护方案具有可靠性高,成本低,使用简单等特点。不仅仅在智能手机上有着广泛应用,在其它移动智能设备比如平板电脑上同样有着非常普遍的应用。
王栋春 2020-11-25 21:43:48
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