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(duì)于USB電纜來(lái)說(shuō)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(guò)流情況。這些故障可能導(dǎo)致過(guò)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(duì)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?chē)鷾囟冗_(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(guò)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(cè)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(lái)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(wú)關(guān)；無(wú)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(cè)得的電壓電平，信號(hào)源將知道何時(shí)連接或斷開(kāi)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(kāi)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(cè)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(guò)3 mm。

 

  測(cè)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(cè)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(pán)。焊膏的最大厚度為0.25 mm。為避免損壞器件，請(qǐng)?jiān)诤附舆^(guò)程中確保最高封裝溫度不超過(guò)260°C。還應(yīng)使溫度上升和下降速率分別不超過(guò)3°C / s和2°C / s。保持溫度高于217°C不超過(guò)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(jiàn)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(qǐng)仔細(xì)考慮成型壓力，以免對(duì)setP DTI施加物理限制。

 

  艾賽斯IXYS設(shè)計(jì)驗(yàn)證測(cè)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(cè)試配置，保溫室將提供變化的溫度。使用示波器監(jiān)視來(lái)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(qǐng)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(guò)此測(cè)試和類似的設(shè)計(jì)驗(yàn)證測(cè)試，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)將可以放心地將電纜過(guò)渡到生產(chǎn)中。

 

  艾賽斯IXYS USB Type-C繼電器電纜流過(guò)高達(dá)100W的功率，因此熱保護(hù)對(duì)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。