轿车制作商持续把信息文娱体系作为多媒体体会的延伸。 USB接口一直是信息文娱架构的基本要素，因而制作商已让这种原本以顾客为中心的接口承受更严厉的维护要求。其间需求避免拼装、制作或维护过程中车辆用蓄电池产生短路。例如，当将机头单元连到不同衔接模块的长线线束受损，可让一切引脚短路至12V轿车蓄电池。其他潜在的失效机理包含运用不符合要求的适配器、电缆或充电器;USB衔接器或电缆的力学歪曲;或任何进入衔接器，并将数据线短接到VBUS的碎屑。
在由两部分组成的系列的榜首部分，我将举例阐明，避免USB电路电池短路毛病的最佳途径。在我的下篇博文中，我将延伸阐明优化您的轿车USB防电池短路规划的最佳途径。
当规划防电池短路USB 时，一直紧记三个首要方面：
· 维护处理方案的带宽。
· 钳位电压和呼应时刻行为。
· 过流和短对地特性。
曩昔，不或许找到一个可处理一切三个方面的USB 2.0防电池短路处理方案，但TI新式防电池短路维护设备的TPD3S714-Q1系列能够协助处理这些常见问题。
带宽
信号完整性是规划工程师在轿车USB运用中遇到的最大应战之一。因为USB 2.0支撑高达480Mbps的数据传输速率，添加到电线的任何少数电容都会歪曲信号，形成数据传输失利。这会让规划师在寻觅处理方案时的使命变得复杂，不只要避免活络电子产品遭到高电压和电流尖峰影响，一起要坚持最佳的信号完整性。
TPD3S714-Q1是用于USB衔接器的VBUS和数据线防电池短路、短路和静电放电(ESD)的单芯片处理方案。集成的数据交换为最小的信号衰减供给了两倍高的带宽，一起供给高达18V的防电池短路维护。图1是插入损耗图，杰出选用1GHz-3dB带宽的高速数据交换。
图1：TPD3S714-Q1数据交换差动带宽
您可运用眼图剖析线路电容对带宽的影响。丈量最小和最大电压电平以及颤动或许露出USB数据线传输中的任何问题。高1GHz带宽答应USB 2.0高速运用。高于720MHz带宽的少数裕量也有助于在轿车USB环境中坚持常见的带长系留索的明晰USB 2.0眼图。图2为USB 2.0眼图的一个示例。
图2：TPD3S714-Q1的USB 2.0眼图
钳位电压和呼应时刻
虽然挑选维护处理方案时，带宽是需记住的最重要的特征之一，但您还有必要保证钳位电压足够低，以维护下流电路呈现任何电池短路或ESD事情。此外，您应规划具有快速关断时刻的过电压场效应晶体管(FET)，以敏捷维护上游片上体系(SoC)免受有害电压和电流尖峰(SoC)的影响。
防电池短路维护将体系内部电路与在VBUS、D +和D-引脚处呈现的任何过压条件隔脱离。这些引脚上，TPD3S714-Q1可为热插拔和DC事情处理高达18V的过电压。过压维护电路供给业界最牢靠的防电池短路阻隔，协助进步体系级的维护。图3所示为短路至18V毛病期间其5V钳位电压，强调了数据通道上200ns的超快呼应时刻。
图3：TPD3S714-Q1数据转化短路至18V呼应波形
过流和短对地
挑选不良的过电流维护电路会妨碍产品快速上市。过流事情期间，流经体系侧的明显电流量或许导致上游5V轨掉电或断电，并潜在下降或重置多个衔接到同享导轨的集成电路(IC)。过电流维护装置的意图是约束比方一个短对地的景象下USB端口可罗致的电流量。此外，USB 2.0标准要求在任何USB供电规划中运用过电流维护装置。
图4描绘一个体系电压降到小于200mV的短对地事情，坚持同享5V轨的安稳，并恰当阻隔毛病。TPD3S714-Q1集成了一个准确的高达0.5A的电流约束负荷开关，主动约束过流事情期间的电流。内部FET开关阻挠过量电流流经上游设备，避免体系侧复位。
图4：TPD3S714-Q1 VBUS短对地呼应波形
记住——寻觅一个USB 2.0防电池短路处理方案时，一直紧记维护设备的带宽、钳位电压和呼应时刻，以及过流和短对地特性。考虑到这些要害范畴可让原始设备制作商OEM更简单实现目标并缩短上市时刻。
