C电缆的故障检测的设计方法有哪些
长期以来,无线设备用户的首选是能够快速充电。与此同时,他们不愿意担心与高功率水平快速充电相关的潜在危险。带USB连接器的电缆最常用于这些充电应用。传统上,聚合物正温度系数(PPTC)装置或微型断路器已设计成连接器,为电缆提供过热保护。随着USB-Type-C(USB-C)和USB供电(USB-PD)标准的发展及其支持的更高功率水平(高达100W),这些解决方案必须重新审视。
USB电缆和连接器的不同版本的充电器多年来一直用于各种移动设备和可穿戴设备(如移动电话、平板电脑和笔记本电脑)的充电。很多消费者都有各种类型的电缆,用于充电和数据传输,这些电缆是从他们购买的所有设备中获得的。今天,消费者希望电缆能够在适当的功率水平上为各种设备(如移动电话、平的充电器、可逆向充电器、可逆向充电、可逆向充电、可逆向充电、可逆向充电、可逆向充电。
USB-C电缆在保护方面必须能承受适当的电压和电流。对带隔离或固定电缆的充电器,电缆必须能处理充电器的最大电压输出。两端都有C型插头的电缆必须能处理21V和至少3A。带有特殊电子标志IC的电缆可以携带5A电流。电源路径上的任何设备,尤其是保护装置,都必须能承受这些电压和电流水平。
充电损坏的根源。
USB-C电缆易受损坏的因素有两种。首先,这些电缆在使用引脚间距非常密切的连接器时,必须承受较大的功率,从而增加了可能导致热事故的故障风险。二是连接器容易受到污染,以及相关无法控制的过热风险。如果尘埃,金属颗粒,头发或其它碎屑卡在USB-C电缆连接器上,或者连接器引脚变形,就会导致从电源线到地面的电阻故障。这类电阻故障仅增加极小的电流,就会导致危险的温升。造成电缆和设备损坏。
保护USB电缆免受过热的传统方法包括在VBUS电源线上找到PPTC设备或微型断路器(也称为热断路器)。所选设备将放置在连接器内部的印刷电路板上,以检测电阻故障引起的温度上升。然而,使用这种方法,当试图保护高达100W的功率时,可能会给电源设计工程师带来一些挑战。
聚丙烯和微型断路器都会造成功率损失,使电源制造商更难满足强制性的效率要求。任何装置都很难安装在连接器的封闭范围内。比如适合保护60W充电器的PPTC通常占据1210(3.2&TImes;2.5mm),而小型断路器往往更大。用来保护100WPPTC和微型断路器需要更多。最后,微型断路器机械结构相对较弱,双金属材料在电缆组装过程中可能会变形,防止微型断路器在加热故障期间提供保护。
一种新的保护方法。
解决这些缺点的一法之一是在USB-C插头的通信通道(CC)中放置不同类型的保护设备,而不是VBUS线路。最新的设备设计是紧凑的PolySwitchsetP数字温度指示器,以保护USB-C型电缆免受高温条件的影响。setP感觉温度上升,警告系统关闭电源。
如上所述,当连接器因污染而失效时,会导致电缆及其连接的移动设备的温度上升到危险水平。然而,当setP数字温度指示器放置在CC线上时,当它检测到高于100℃的温度时,它会从低电阻切换到高电阻。这种增加的电阻导致CC线上的电压增加超过USB实施者论坛(USB-IF)定义的值,用于确定源和接收器是否分离。