無處不在的通用串行總線 (USB) 接口即將經(jīng)歷另演變，以滿足不斷增長的連接帶寬需求。USB 3.0（即“SuperSpeed USB”）預(yù)計將在傳輸速度、電源管理和靈活性方面實現(xiàn)重大飛躍。
    無處不在的通用串行總線 (USB) 接口即將經(jīng)歷另演變，以滿足不斷增長的連接帶寬需求。USB 3.0（即“SuperSpeed USB”）預(yù)計將在傳輸速度、電源管理和靈活性方面實現(xiàn)重大飛躍。
    USB 3.0 協(xié)議旨在提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，并通過在每個端口上支持更高的電流水平來提高供電能力。它包括新的電源管理功能，以及向后兼容 USB 2.0 設(shè)備的新電纜和連接器。顯著的變化是與現(xiàn)有 USB 2.0 總線并行添加了 4 條額外的物理銅數(shù)據(jù)線，如圖 1 所示。這些額外的銅數(shù)據(jù)線用于傳輸高速數(shù)據(jù)，但也可以傳輸 ESD（靜電放電）和其他有害的電壓瞬變。
    USB 3.0 增強(qiáng)的電流和功率傳輸能力加劇了對新電路保護(hù)解決方案的需求。協(xié)調(diào)的電路保護(hù)方法有助于防止 USB 3.0 應(yīng)用中的過流、過壓和 ESD 瞬變造成損壞。

  

    USB 3.0 通過修訂的 USB 協(xié)議添加了雙單工數(shù)據(jù)路徑
    過流保護(hù)
    USB 3.0 通過兩個組件提供電源：標(biāo)準(zhǔn)主機(jī)（A 型連接器）和新型供電設(shè)備（Powered-B 連接器）。新的 SuperSpeed 規(guī)范將流向 USB 設(shè)備的電流量從 0.5A 增加到 0.9A。新型 Powered-B 連接器允許一個 USB 設(shè)備通過提供高達(dá) 1.0A 的電流為另一設(shè)備充電。由于過流情況會影響電源總線，因此所有電源（例如主機(jī)、集線器和 Powered-B 設(shè)備）都需要過流保護(hù)。UL60950 還要求提供過流保護(hù)。

    

    與USB 2.0類似，所有類型的USB 3.0主機(jī)都必須提供電源。USB 3.0 的單個負(fù)載被重新定義為 150mA，比 USB 2.0 的 100mA 有所增加。USB 3.0 主機(jī)現(xiàn)在必須能夠支持每個端口多 6 個單元 (900mA)。此外，USB 3.0 集線器現(xiàn)在必須能夠支持每個端口高達(dá) 900mA 的電流。
    此外，支持 USB 充電和 USB 3.0 的系統(tǒng)需要具有更高電流能力的過流保護(hù)器件。USB 充電器規(guī)范采用與 USB 2.0 相同的引腳排列，但允許更高的電流能力（每個端口高達(dá) 1.5A）。
    ，USB 3.0 定義了新的 Powered-B 連接器，其主要優(yōu)點是增強(qiáng)了便攜性。Powered-B 連接器無需 USB 電纜和額外的電源。使用 Powered-B 連接器，USB 設(shè)備現(xiàn)在可以為另一個 USB 設(shè)備供電。通過提供兩個額外的觸點，新連接器使電源供應(yīng)器（帶有 Powered-B 插座）能夠向另一個設(shè)備（帶有 Powered-B 插頭）提供高達(dá) 5V +/- 10%、1000mA 的電流。例如，打印機(jī)可以為無線適配器供電，從而無需有線 USB 連接。
    PolySwitch 聚合物正溫度系數(shù) (PPTC) 器件為所有這些應(yīng)用中的 USB 過流保護(hù)提供了經(jīng)濟(jì)高效的解決方案。PPTC 器件可用于 USB 3.0 集線器應(yīng)用、USB 充電應(yīng)用和 USB 3.0 Powered-B 應(yīng)用中的電流限制。如圖2所示，在USB電源的VBUS端口上安裝PolySwitch器件可以限制短路時的電流，防止下游突然短路造成的過流損壞，并有助于實現(xiàn)UL60950合規(guī)性。此外，USB 電源上的六個 TE PESD 器件在小尺寸封裝中提供低電容 ESD 保護(hù)。
    協(xié)調(diào)主機(jī)端保護(hù)解決方案
    USB 電源端口的過壓保護(hù)
    盡管 USB 定義了電源總線，但這并不能消除與過壓事件相關(guān)的風(fēng)險。過壓事件可能是由多種故障情況引起的，包括用戶錯誤、監(jiān)管不善的第三方電源、熱斷開事件和感應(yīng)瞬變等。接口和充電系統(tǒng)也可能產(chǎn)生負(fù)電壓，導(dǎo)致未受保護(hù)的外圍設(shè)備損壞。盡管 USB 2.0 電源規(guī)格為 5V +/-5%，但許多使用 USB 2.0 接口的大容量系統(tǒng)設(shè)計為可承受 16V 甚至 28V（連續(xù)）。