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0.002Ω低內阻T45自恢復保險絲在USB Type-C中的過流保護應用

發布者:管理員    日期:2022-07-13

  今天的消費者已經逐漸依賴采用 USB-C USB-Type C 通信接口標準的移動設備——從智能手機和平板電腦到可穿戴設備和筆記本電腦。USB 端口還兼作大多數此類設備的快速充電端口。USB Type-C 是數據傳輸和電力傳輸的突破性標準。USB 3.1 Type-C 具有高達 10 Gbps 的數據傳輸速度、靈活的供電模式和支持替代模式,旨在定義新一代傳輸技術。USB 3.1 Type-C外觀上最大特點在于其上下端對稱一致,可以正反插,兼容 USB 2.0 和其他傳輸標準(Alt Mode)。然而,它也帶來了更多的設計挑戰,增加功率等級也增加了電氣危險的等級。因為 USB Power Delivery 快充相結合,USB 3.1 Type-C 擴展了 USB 接口的使用,系統可提供高達20V/5A、100W的電源,讓更多類型的設備可以通過USB接口充電或供電。所以電源主機、連接設備和 USB 傳輸線必須實施完整的短路和限流保護。

 

  USB3.1 Type-C端口在做充電線設計時,考慮過電流、過熱的風險就需要應用到既能滿足小的外形尺寸又滿足大持續電流的過流保護器件,表面貼裝低內阻SMD PPTC應用在USB設備和電纜連接器上是絕佳選擇。正常電流條件下,PPTC處于低阻狀態;一旦電流條件發生變化,焦耳熱效應就會使電阻迅速增大,導致電路斷開,從而保護電路。一旦情況恢復正常,整個電路的導電性立即恢復,并且該過程可以重復數千次。
5V輸出電壓,3A輸出電流USB3.1 Type-C數據線設計為例,按照120~150電流通過率計算,就計算得出需要加入一款保持電流為3.6A~4.5APPTC自恢復保險絲做過流保護,具體設計考量如下:

1、 按照120~150過流計算PPTC保持電流建議在3.6A~4.5A;

2、 考慮1.5倍過壓,PPTC最大工作電壓至少7.5V;

3、 建議采用如SMD1210、SMD1206小尺寸表面封裝,

4、 減少發熱引起的功率損失及影響充電效率,建議PPTC的內阻最大不超過0.015Ω。
針對如上設計考量,
低內阻1206系列的貼片T45自恢復保險絲可用于充電線保護。

T45保持電流Ihold4.5A@25),動作電流Itrip9A,最大工作電壓Vmax12V,最大工作電流Imax50A,消耗功率Pd typ1.5W,當在電流達到22.5A時,PPTC會在5秒內做出反應,初始最小電阻0.002Ω,焊后1小時的最大電阻0.014Ω,工作溫度-40℃~ +85℃。

1206系列 T45自恢復保險絲的保持電流Ihold =4.5A是在25條件下測得的,當溫度低至-40℃時保持電流為6.2A,而當溫度高達70℃85℃時,保持電流分別降至3A、2.4A,保持電流會隨著環境溫度上升而衰減,也會隨著環境溫度的下降而增大,這樣設計的目的是防止高溫時產生過熱造成PPTC燒毀風險。

最后,總結下T45表面貼裝PPTC競爭優勢:

1、 高達4.5A Ihold保持電流12Vmax工作電壓;

2、 0.002Ω超低內電阻,可支持快充供電,減少功率損失并提高充電效率;

3、 體積的1206表面貼裝,非常適合空間有限的充電線應用;

4、 可自動復位,故障排除后無需更換;

5、 適用于消費電子、移動和可穿戴設備、服務器和計算設備、便攜式醫療設備、USB A、BC端口以及鋰電池等應用。




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