USB 3.0的电路保护方案攻略

　　最新USB 3.0协议（或“SuperSpeed USB”）被开发用于提供更高的数据传输速率，并通过支持每个端口上的更高电流水平提高供电能力。它包含新的电源管理功能，以及可向后兼容USB 2.0设备的新电缆和连接器。最显著的变化是，4条附加的铜数据线被平行地增加到现有的USB 2.0总线中（如图1所示）。这些附加的铜数据线被用来传输超高速数据，但也会传输ESD（静电放电）和其它有害的瞬态电压。

　　图1：修订后的USB 3.0协议增加了一条双单工数据通道。

　　USB 3.0增加的电流和供电能力意味着需要新的电路保护方案。经过改进的电路保护方法可以帮助保护USB 3.0应用免受过流、过压及ESD瞬态电压带来的损害。

　　USB 3.0的过流保护

　　USB 3.0通过两个部件提供电源：一个标准的主机（A型连接器）以及一种新型供电设备（Powered-B连接器）。最新SuperSpeed规范提高了可供给USB设备的电流总量（从0.5A提高到0.9A）。新的Powered-B连接器允许一个USB设备以高达1.0A的电流给另一设备充电。由于过流状态会影响电源总线，所有的电源（如主机、集线器和Powered-B设备）都必须提供过流保护。过流保护也是UL60950标准所要求的。

　　与USB 2.0类似，所有类型的USB 3.0主机必须提供电源。USB 3.0的单个单元负载重定义为150mA，比USB 2.0的100mA略有增加。现在，一个USB 3.0主机必须能够每端口支持多达6个单元（900mA）。此外，USB 3.0集线器可能不再需要总线供电了。所有USB 3.0集线器现在必须每个端口都能够支持900mA的电流。

　　此外，支持USB充电和USB 3.0的系统需要能承受更高电流的过流保护器件。USB充电器规范采用与USB 2.0相同的引脚配置，但允许更高的电流（每端口高达1.5A）。

　　最后，USB 3.0定义了一种新的Powered-B连接器，其主要的好处是更好的便携性。Powered-B连接器允许去除USB电缆和额外的电源。使用Powered-B连接器的USB设备现在可为另一USB设备供电。通过提供两个额外的接插口，新的连接器可使一个电源（带有Powered-B连接器插座）能向另一设备（带B型供电连接器插头）提供高达1000mA的电流。例如，一台打印机可给一台无线适配器供电，从而无需一条有线USB连接。

　　在所有这些应用中，高分子聚合物正温度系数器件（PPTC）为USB过流保护提供了最具性价比的解决方案。PPTC器件可用于USB 3.0主机应用、USB 3.0集线器应用、USB充电器应用，以及USB 3.0 Powered-B连接器应用中的电流限流保护。在USB电源的VBUS端口安装的PPTC PolySwitch器件可在短路时限流，防止因下游电路突然短路造成的过流损坏，并有助于实现UL60950标准。