艾賽斯IXYS的USB C型電纜允許消費者使用它們為功率高達100W的電池供電的便攜式產品充電。這種高功率，快速充電的功能減少了便攜式產品必須連接到電源線上的時間。100W容量對于USB電纜來說是相當大的功率。結果，由于電纜上的故障狀況，電纜可能會產生大量熱量。該連接器采用封閉式結構，針腳間距窄。引腳的間距為0.5毫米，比USB Type-A連接器小五倍。污垢和其他污染物會導致電源和接地引腳之間的電阻故障。機械故障，例如彎曲的針腳或絕緣層破損也會導致電阻故障和過流情況。這些故障可能導致過熱并導致電纜繼電器故障，并可能損壞正在充電的產品。

 

  艾賽斯IXYS設計人員面臨的挑戰是在USB Type-C連接器的有限空間內整合熱保護功能。設計人員需要確保電纜的所有組件均能承受全部100W的充電功率，并且增加的熱保護功能不會將可用的充電功率降低到100W以下。

 

  艾賽斯IXYS針對這些挑戰的解決方案是設計用于USB Type-C電纜連接器的數字溫度指示器（DTI）組件。使用此組件可以避免電纜中的功率損耗，因為它位于電纜的配置通道（CC）中，而不是位于電源線（即V BUS線）中。此DTI組件是Littelfuse制造的PolySwitch setP數字溫度指示器。其較小的表面安裝尺寸為2 mm x 1.2mm，比其他溫度感應設備小30％，并且可以輕松插入USB插頭。當周圍溫度達到特定值并且使用該設備的電路關閉電源傳輸時，該設備會通過實質上增加其電阻的方式工作。setP溫度指示器模型的電阻-溫度曲線。在室溫下，器件電阻低于10Ω。在大約+ 100°C時，電阻至少增加了三十年。

 

  電路設計注意事項

 

  艾賽斯IXYS將setP數字溫度指示器放在USB C型電纜的每個插頭上，以感測一個繼電器或兩個繼電器上的潛在故障。連接配置通道（CC）中的每個DTI。當達到DTI的跳閘溫度時，DTI 利用USB-IF標準1定義的系統參數來導致電源關閉。

 

  艾賽斯IXYS  setP DTI是唯一的，因為它位于CC線中，而不位于充電電源的路徑中。因此，setP DTI使充電電路與電源無關；無論電源，繼電器，充電器和接收器（正在充電的產品）之間協商的功率水平如何，DTI都能提供可靠的保護。

 

  艾賽斯IXYS USB-IF標準定義了一個監視電路，根據在CC??線上測得的電壓電平，信號源將知道何時連接或斷開接收器。

  如果電源側的CC電壓達到標準中定義的水平，則從VBUS引腳斷開電源。setP DTI電阻的增加將導致電壓增加。USB C型插頭的引腳布局。引腳A5是CC線，而VBUS在四個引腳上：A9，A4，B4和B9。每個DTI都安裝在CC行中。

 

  溫度指示器的推薦位置

 

  溫度指示器在繼電器中的位置將確定在故障情況下傳感器將檢測到的繼電器引腳上的溫度升高了多少。建議溫度指示器的位置距離繼電器插針不超過3 mm。

 

  測試結果表明，將溫度指示器放置在距連接器引腳較遠的位置，每毫米，連接器中的溫度都會降低5°C。例如，如果距離插針3 mm處的檢測器溫度升高到100°C，則距離連接器3mm的溫度將降低15°C或85°C。

 

  艾賽斯IXYS印刷電路板（PCB）布局和焊接建議

 

  艾賽斯IXYS溫度指示器的推薦焊料布局焊盤。焊膏的最大厚度為0.25 mm。為避免損壞器件，請在焊接過程中確保最高封裝溫度不超過260°C。還應使溫度上升和下降速率分別不超過3°C / s和2°C / s。保持溫度高于217°C不超過150秒。

 艾賽斯IXYS PCB成型注意事項

 

  艾賽斯IXYS容納PCB的繼電器通常使用內部模具保護PCB。聚丙烯材料是常見的模塑材料。使用聚丙烯時，模具注射壓力可達到400 psi。數字溫度指示器可以承受普通的模具注射壓力。如果計劃使用其他成型材料，請仔細考慮成型壓力，以免對setP DTI施加物理限制。

 

  艾賽斯IXYS設計驗證測試建議

 

  艾賽斯IXYS設計人員將希望驗證電纜達到特定溫度水平時保護電路是否能夠保護電纜。一種測試配置，保溫室將提供變化的溫度。使用示波器監視來自腔室內熱電偶的腔室內溫度和V BUS電壓。當達到溫度指示器的轉變溫度時，請驗證V BUS電壓是否降至較低的值。

 

  冷卻熱室，并在溫度降至溫度指示器的轉變溫度以下時驗證V BUS電壓是否恢復到其工作水平。通過此測試和類似的設計驗證測試，設計團隊將可以放心地將電纜過渡到生產中。

 

  艾賽斯IXYS USB Type-C繼電器電纜流過高達100W的功率，因此熱保護對于確保電纜堅固耐用是必不可少的。setP數字溫度指示器可提供必要的溫度保護，而又不會限制電纜的充電功率或干擾USB通信協議。