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如何防止USB C型電纜冒煙
 

【作者: Todd Phillips】   2019年10月29日 星期二

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多年來,各種各樣的USB電纜和連接器被用來給智慧手機、平板電腦和筆記型電腦等移動設備充電,並從中傳輸資料。今天的消費者希望電纜能夠在適當的功率級別下為各種設備充電,並支援更高的資料傳輸速度。這使得許多製造商採用了2014年8月發佈的USB C型標準。


高達100W的功率水準和較小的引腳間距使得USB C型器件和用於充電的電纜的存在非常高的過熱風險。環境因素也會導致設備過熱。灰塵、污垢、棉絨、水和其它液體只是導致故障的環境條件的幾個例子。諸如針腳彎曲或電纜磨損等機械故障也可能導致過電流事件。其它機械故障可能導致器件磨損;隨著時間的推移,這些磨損器件也可能成為熱源,最終導致故障甚至火災。


USB C型同步交換使用配置通道上的配置過程,通常稱為CC引腳。 配置過程用於確認多個專案,包括電纜的連接或分離,插頭方向以及通過電纜傳送的電力協議。


直到最近,防止過熱損壞的方法還不太理想。然而,Littelfuse開發了一系列新的數位溫度指示器,PolySwitch setP(圖一),設計用於放置在插頭內的CC線路上。setP設備感測熱量,從而使其阻值上升,從而增加CC線上的電壓。CC線電壓升高導致系統假設沒有連接,因此系統關閉VBUS電源。觀看這段視頻,瞭解setP是如何工作的。


圖一 :  PolySwith setP數位溫度指示器
圖一 : PolySwith setP數位溫度指示器

將setP器件對準印刷電路板(PCB),使其盡可能靠近連接器焊接引腳,這將提供最佳的保護性能。 根據IPC-221A第6.3.7節中的電氣爬電和電氣間隙規範,setP器件與沒有遮罩塗層的元件之間的距離應不小於0.25 mm,對於帶有遮罩塗層的元件,應不小於0.13 mm。 Littelfuse建議將setP器件放置在離連接器引腳不超過3 mm的位置。為確定PCB上不同setP放置位置的溫度變化情況而進行的測試表明,每遠離連接器1 mm,溫度便降低~攝氏5度。


例如,當位置A(圖二)的溫度達到攝氏100度時,位置B的溫度將為攝氏85度。故障情況下的熱回應將根據所選材料和與總體設計相關的其他因素而變化。測試可以幫助確定每種設計的setP器件的最佳位置。


圖二 : 位置對溫度的影響
圖二 : 位置對溫度的影響

要瞭解有關如何增強USB-C連接器和電纜安全性的更多資訊,請下載Littelfuse提供的<用於USB C型電纜的setP數位溫度指示器設計和安裝指南>的免費副本。


(本文作者Todd Phillips為Littelfuse電子業務部全球戰略行銷經理)


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