PPTC(聚正温度系数)设备是对电脑及有关设备供给电流过载维护的一种既牢靠又经济的解决计划。因为这种设备设有各种尺度和功率规模,让电路规划者可以挑选最合适的样式以满意电路规划和USB标准的需求。
现时的USB技能使得各种可以自行辨认的外部设备与电脑联接,并自行装载驱动程序以运转新的设备。而一般即插即用设备,需求有电源的USB接口进行数据传输并供给电源。当产生短路或连接了受损设备时,如受损的电缆或联接头刺进USB接口时,有必要对USB集线器及主机设备供给有用维护。因为这种状况在PC或集线器的运用过程中常常产生,USB标准中要求对设备进行可复式电流过载维护,特别指出”PPTCs”是抱负的维护技能。
USB设备可归类为向USB供给额定联接点的集线器,或是为体系供给其它功用的功用模块(例如数控操纵杆)。集线器设备还可进一步分为总线供电和自供电两种。
总线供电集线器从USB连接头的电源插脚获得一切内部功用模块和后续接口所需的电源。集线器早年级的设备中可获取高达500毫安的电流。而有源总线集线器的外接口每个可获得高达100毫安电流,最多可有4个外接口。
自供电集线器用于内部功用和后续接口的电源并不是来自USB接口,虽然前级的USB接口可以供给100mA的电流并使妥当集线器产生断电时,界面依然可以正常运转。集线器有必要可以为一切後级联接上供给高达500毫安电流。
USB标准对电流过载维护的要求如下:
* 为安全起见,主机和自供电集线器有必要供给电流过载维护。
* 集线器有必要设有对电流过载检测并且可以将检测成果传达给USB软件。
* 假如因为一批后续接口取电而导致全体电流超越预设定值,电流过载维护电路有必要要可以消除或削减一切受影响的后续接口的电源。
* 电流过载跳闸点不能超越5.0安培,并且有必要高於最大答应的接口电流,使得瞬间电流(例如,电源翻开或动态联接或重新装备时)不会导致电流过载维护器跳闸。
USB标准要求可以有独立或调集两种电流维护计划。运用PolySwitch别离维护独立接口, 能对后续电源联接供给有用的维护规划。当某个接口产生毛病,该接口的PolySwitch设备跳闸,相邻的接口仍可以正常运转。独立接口维护也使得规划者挑选较轻盈、反响较为敏捷的设备。
图1是独立接口维护的根本电路及电流过载陈述电路。在正常状况下,PolySwitch设备的后续设备电压(Va)约为5V。在产生毛病时,Va会趺至低于1V。
为了减小USB电缆上的EMI辐射,通常在Vcc插脚都串接有铁氧体磁环。磁环的串联阻抗以及RF阻尼是重要的根据。挑选”导线加磁环”的装备主要是因为它具有较低的直流串接阻抗。而”电容器输出”的布局,在串接磁环后边再并联输出电容器,是使后续接口发挥优秀电流特性的抱负布局。
图1. 独立接口维护电路低压触发电流过载插脚毛病陈述
电路板布局考虑
为了到达USB1.1和USB2.0中有关电压降、电流以及EMI辐射的标准要求,可按照下面的指引设定PCB布局:
* 一切正电源线布线应尽或许短并至少运用50-mil或1-ounce的铜线。
* 尽或许防止过孔布线,假如不可防止,需将布线恰当加粗。
* 假如运用电源总线开关,将它放置接近USB连接头。
* 如有或许,分隔前方和地线层次。
* 如运用多层板,将开关部分(后续电路)和非开关部分(逻辑电路或前级电路)分隔。