控制电路短路保护,短路保护功能

保护汽车USB电路防电池短路故障—第1部分

大家好，创仔在这里为大家解答以上问题。保护汽车USB电路免受电池短路故障——Part 1这个很多人还不知道。现在让我们来看看！答案:1。汽车

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回答:

1.汽车制造商继续使用信息系统作为多媒体体验的延伸。

2.USB接口一直是信息架构的基本元素，所以厂商让这种以消费者为中心的接口接受更严格的保护要求。

3.这些要求需要在装配、制造或维护过程中防止车辆电池短路。

4.例如，如果将主机连接到不同连接模块的长线束损坏，所有针脚可能会与12V汽车电池短路。

5.其他潜在的故障机制包括使用不合格的适配器、电缆或充电器；USB连接器或电缆的机械变形；或者任何种类的碎片进入连接器并使数据线与VBUS短路。

6.在两部分系列的第一部分中，我将举例说明防止USB电路电池短路故障的最佳方法。

7.在我的下一篇博客文章中，我将扩展优化您的USB电池短路设计的最佳方法。

8.在设计USB以防止电池短路时，请始终牢记三个主要方面:

9.保护解决方案的带宽。

10.箝位电压和响应时间的特性。

1.过电流和短路接地特性。

12.在过去，不可能找到USB 2.0电池短路保护解决方案来解决这三个问题，但TI全新的电池短路保护设备tpd 3714-Q1系列可以帮助解决这些常见问题。

13.带宽

14.信号完整性是汽车USB应用设计工程师面临的最大挑战之一。

15.由于USB 2.0支持高达480Mbps的数据传输速率，任何少量的电容添加到导线上都会使信号失真，导致数据传输失败。

16.这将使设计人员寻找解决方案的任务变得复杂，不仅要防止敏感的电子产品受到高电压和电流尖峰的影响，还要保持最佳的信号完整性。

17.tpd 3714-Q1是一种单芯片解决方案，用于防止VBUS和USB连接器数据线的电池短路、短路和静电放电(ESD)。

18.集成数据交换提供两倍的高带宽，最大限度地降低信号衰减，同时提供高达18V的电池短路保护。

19.图1是插入损耗图，突出了1GHz-3dB带宽的高速数据交换。

20.线电容对带宽的影响可以用眼图来分析。

21.测得的最小和最大电压电平和抖动使得暴露USB数据线传输中的任何问题成为可能。

22，1GHz带宽允许高速使用USB 2.0。

23.高于720MHz带宽的小余量，在汽车USB环境下使用长系绳，也有助于保持常见的清晰USB 2.0眼图。

24.图2是USB 2.0眼图的示例。

25.图2: USB 2.0眼图2:TPD 3714-Q1

26、箝位电压和响应时间

27.虽然带宽是选择保护解决方案时要记住的最重要特性之一，但也必须确保箝位电压足够低，以保护下游电路免受任何电池短路或静电放电事件的影响。

28.此外，应设计具有快速关断时间的过压场效应晶体管(FET ),以快速保护上游SoC免受有害电压和电流尖峰的影响。

29.电池短路保护可以防止系统内部电路的VBUS、D和D引脚出现任何过压。

30.在这些引脚上，tpd 3714-Q1可以处理高达18V的热插拔过压和DC事件。

31.过压保护电路提供业界最可靠的电池短路隔离，有助于提高系统级保护。

32.图3显示了短路至18V故障期间的5V箝位电压，突出显示了数据通道上200ns的超快速响应时间。

3.图3:tpd 3714-Q1数据转换短路至18V的响应波形

34、过流和短路接地

35.选择不好的过流保护电路会成为产品快速上市的障碍。

36.在过电流事件期间，流经系统侧的大量电流可能导致上游5V电源轨的电源故障或断电，并且可能减少或复位连接到共享电源轨的多个集成电路。

37.过电流保护装置的目的是限制USB端口可以汲取的电流量，例如在对地短路的情况下。

38.此外，USB 2.0规范要求在任何USB电源设计中使用过流保护器件。

39.图4描述了一个短接地事件，其中系统电压降至200mV以下，保持共享的5V供电轨稳定并正确隔离故障。

40.tpd 3714-Q1集成了精确的电流限制。

41.内部FET开关可防止过量电流流经上游器件，并防止系统端复位。

42.图4 . 4:tpd 3714-Q1VBUS短路接地响应波形

43.记住——在寻找USB 2.0电池的防短路解决方案时，要时刻牢记保护器件的带宽、箝位电压和响应时间，以及过流和短路接地的特性。

44.考虑这些关键领域可以使原始设备制造商更容易实现他们的目标，并缩短上市时间。

45.支票

本文到此结束，希望对你有所帮助。

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