Texas Instruments TPD4S48x-Q1 USB-Type-C®-Anschlussschutz-ICs
Die USB-Type-C®-Anschlussschutz-ICs TPD4S48x-Q1 von Texas Instruments sind Single-Chip-USB-Typ-C-Anschlussschutz-ICs, die Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD) gemäß IEC sowie vor 48-V-Überspannung bei Kurzschluss gegen VBUS bieten. Seit der Einführung des USB-Typ-C-Anschlusses entsprechen viele Produkte und Zubehörteile für USB Typ C nicht den Spezifikationen. Ein Beispiel hierfür sind USB-Typ-C-Power-Delivery-Netzteile, die ausschließlich auf der VBUS-Leitung eine hohe Spannung anlegen. Zudem bestehen Bedenken hinsichtlich einer mechanischen Verdrehung und eines Verrutschens der Anschlussstifte aufgrund ihres geringen Abstands zueinander in dem kleinen Steckverbinder. Durch diese mechanischen Verdrehungen und Verschiebungen kann es zu einem Kurzschluss des 48-V-VBUS-Pins mit den CC- und SBU-Pins kommen. Außerdem besteht aufgrund des geringen Abstands zwischen den Pins im Steckverbinder vom Typ C die Befürchtung, dass Fremdkörper und Feuchtigkeit dazu führen könnten, dass der 48-V-VBUS-Pin mit den Pins CC, SBU oder USB2 kurzgeschlossen wird.
Diese mechanischen Ereignisse und nicht idealen Geräte machen es notwendig, dass der CC- und der andere Pins 48 V tolerant sind, auch wenn die Pins nur mit 5 V oder weniger arbeiten. Der TPD4S48x-Q1 von Texas Instruments ermöglicht es den CC- und SBU- oder USB2-Pins, 48 V tolerant zu sein, ohne den normalen Betrieb zu beeinträchtigen, indem er Überspannungsschutz an den CC- und SBU-Pins bietet. Das Gerät platziert Hochspannungs-FETs in Baureihen auf den SBU- und CC-Leitungen. Verwenden Sie für Systeme, die keine alternativen Modi mit SBU-Kommunikation nutzen, stattdessen die SBU-Pins des TPD4S48x-Q1, um die USB2-Datenleitungen zu schützen. Wird an diesen Leitungen eine Spannung oberhalb des Überspannungsschutzgrenzwerts festgestellt, werden die Hochspannungsschalter geöffnet, wodurch der Rest des Systems von der Hochspannungssituation am Steckverbinder getrennt wird.
Die integrierte VBUS-Teiler-Schaltung und der FET-Treiber ermöglichen es PD-Controllern, die nicht für den EPR-Betrieb geeignet sind, sicher in den EPR-Spannungsbereichen zu arbeiten. Wenn dies über GPIO aktiviert wird oder automatisch erfolgt, sobald die VBUS-Spannung 24 V überschreitet, deaktiviert das Bauteil TPD4S480-Q1 den optionalen externen Sperr-FET und aktiviert den Spannungsteiler. Diese Maßnahme schützt PD-Controller mit einer Nennspannung von 20 V und ermöglicht die Verwendung bestehender VBUS-Erfassungsschaltungen. Der TPD4S481-Q1 verfügt nicht über diese Funktion.
Schließlich erfordern die meisten Systeme einen ESD-Schutz nach IEC 61000-4-2 auf Systemniveau für ihre externen Pins. Der TPD4S48x-Q1 integriert den ESD-Schutz nach IEC 61000-4-2 für die Pins CC1, CC2, SBU1 und SBU2, sodass es nicht erforderlich ist, hochspannungsfähige TVS-Dioden extern am Steckverbinder zu platzieren.
Merkmale
- Qualifiziert für Fahrzeuganwendungen
- gemäß AEC-Q100 zugelassen, mit folgenden Eigenschaften des Bauteils: Temperaturklasse 2 mit einem Umgebungstemperaturbereich von -40 °C bis +105 °C
- 4-Kanal-Überspannungsschutz gegen Kurzschluss auf VBUS (CC1, CC2, SBU1, SBU2): bis 63 VDC
- 4-Kanal-ESD-Schutz gemäß IEC 61000-4-2 (CC1, CC2, SBU1, SBU2)
- CC1- und CC2-Überspannungsschutz-FETs zur Weiterleitung der VCONN-Spannung
- ±65-V-Überspannungsschutz an den CC-Pins
- +65/-35-V-Überspannungsschutz an den SBU-Pins
- Integrierte VBUS-Teiler-Schaltung mit Freigabe zur Herunterteilung des EPR-Pegels von VBUS (nur TPD4S480-Q1)
- Integrierter FET-Treiber zur Ansteuerung eines externen EPR-Sperr-FET (nur TPD4S480-Q1)
- Zur Handhabung des Anwendungsfalls leerer Batterien sind CC- Widerstände für leere Batterien integriert
- 3,5 mm x 3,5 mm QFN-Gehäuse
Applikationen
- Automotive-USB-Laden
- Automotive-Media-Hubs
- Automotive-Head-Units
- Automotive-Display-Module
Datenblätter
Funktionsblockdiagramme
Dazugehörige Controller
Texas Instruments TPS26750A USB-Type-C®- & USB-PD-Controller
USB-Type-C- und PD 3.2-Controller mit Unterstützung für den Extended Power Range-Modus mit 240 W.