由充电头网举办的2023 USB-C大功率充电宝技能研讨会已经于9月15日在充电头网公众年夜众号以及哔哩哔哩平台进行直播。充电头网本次约请数十位有名企业充电宝行业专业人士为大家答疑解惑,并进行互换谈论和分享市场最新动态与干货。推动充电技能的发展,提高用户体验,促进行业的进步。个中深圳市高特微电子有限公司(简称:高特)受邀出席,带来了《USB Type-C静电防护方案》为主题的精彩演讲,分享关于适用充电宝的ESD防护方案。
担当本次演讲的高朋是深圳市高特微电子有限公司的发卖经理王霖鹏师长西席。
《USB Type-C静电防护方案》为主题的演讲。

基于PD充电器USB Type-C静电测试哀求及标准,延伸到对充电宝C口进行静电防护测试。ESD测试标准基于IEC61000-4-2标准。通过空气±8KV;打仗±6KV对充电器进行放电测试,哀求测试完成后,充电器的电性能正常。测试条件及方法、抽样数量由厂商哀求为准。
早期QC协议由DMP、DMC完成的,但PD协议是利用CC线处理的,所以为了避免高压、静电对PD充电器或后端用电器造成损伤,须要对每根线进行静电防护。普通的静电防护方案常日采取单一的ESD单管,在USB Type-C后真个DMP(+)、DMC(-)、CC1、CC2旗子暗记线上依不同事情电压哀求分别对地并接上ESD单管。D1旨在保护电源线,多采取功率较大的ESD/TVS,D2、D3、D4、D5旨在保护DMP(+)、DMC(-)、CC1、CC2等旗子暗记线,多采同一电压ESD单管。
根本篇的单管ESD防护方案,厂商可根据不同需求选择不同的ESD防护器件。在进行PD充电器的ESD防护器件选择时,高特在根本篇中的单管ESD防护器件事情电压范围为5V~24V,供应ESD单管的SOD-523、SOD-323、DFN1006共三种封装形状,知足厂商对付体积、散热的哀求。
在澳某一个35W的PD充电器的ESD防护方案。GESD5Z24V是高特根本篇中的PD充电器USB Type-C静电防护方案,可以设计出单、双口Type-C输出的PD快充产品,每个端口均采取4颗高特的GESD5Z24V即可,可以有效担保产品在利用过程中的ESD防护。
把传统的单管ESD防护方案做成一个四合一的方案,即4颗单管ESD集成一个ESD防护器件,一个ESD器件即可知足4条线路的保护。灵感来源于华为的一个户外小基站的供电板的功率密度哀求,能否把原来4个ESD单管进行合封处理,于是开拓出四合一方案的SOT-23-6L封装产品。优点是拥有更高的功率密度和可抗更高的浪涌。
高特的进阶篇PD充电器USB Type-C静电防护方案产品线如图所示,采取四合一PD快充充电器静电防护方案,相较于目前PD快充充电器静电防护单ESD方案(根本篇),该方案更加简洁,有效减少PCB板的占板面积与贴片次数,同时降落了器件本钱与贴片本钱。厂商可根据不同的需求进行选择不同的四合一PD快充充电器静电防护方案。
创新篇是基于C口,根据各厂商协议不同的IC运用开拓的,用更小的DFN2510封装办法进行四合一的合封。比较分外的是GESD5B244JDO用的是2颗5V加2颗24V集成在一个器件上,该运用事理是基于C口的DMP与CC线不同输出电压进行分配的,适用于高压的PD3.1产品、高功率的充电宝等电压较高的产品上,防止VBUS的电压影响到CC线,进而影响到充电器或者后端。
创新篇的PD充电器USB Type-C静电防护方案产品线如图所示。采取DFN2510封装形状,可以看到产品的引脚间距非常小,可实现直通式的布线办法。比较根本篇、进阶篇的ESD防护方案,创新篇有着更高的集成度和更强的防护能力,同减少了更多的元件数量,可知足厂商轻薄产品的需求。
ESD防护器件的布线须要避免自感,ESD是巨变突发的脉冲,很可能会在回路中引起寄生自感,进而对回路形成强大的电压冲击,并可能超出IC的承受极限而造成损伤。负载产生的自感电压与电源变革强度成正比,ESD冲击的瞬变特色易于诱发高强自感。减小寄生自感的基本原则是尽可能缩短分流回路,必须考虑到包括接地回路、ESD防护器件和被保护线路之间的回路,以及由接口到、ESD防护器件通路等所怀孕分。以是、ESD防护器件应与接口只管即便靠近,与被保护线路只管即便靠近,这样才会减少自感耦合到其它临近线路上的机会。
高特PD快充静电防护创新方案中的所有ESD防护器件均采取DFN2510封装形状,该封装具有更小的占板面积、更大略的布线办法、更低的元件本钱、更少的贴片次数。该封装的引脚间距非常靠近Type-C接口的引脚间距,可实现直通式的布线办法。以是该方案的ESD防护器件可以最大程度的靠近Type-C接口放置,直通式的布线办法缩短ESD防护器件与被防护线路及地线之间的回路,从而减少自感耦合到其它临近线路上的机会。
以上是高挺拔异方案与根本方案在PD充电器上的PCB走线图,相较于根本方案须要4颗的采取SOD-523封装形状的GESD5Z24V,且,每颗器件都须要进行接地,布线须要绕开器件,创新方案仅需一颗直通式布线的GESD2404JDO,采取DFN2510封装形状,不仅占板面积更小,接地只须要一颗即可。减少了贴片次数和占用PCB板的面积,优化了ESD防护器件的布线须要避免自感的问题,同时减少自感耦合到其它临近线路上的机会。
高特可以供应一整套关于静电防护的方案,以及整改做事,可以基于厂商的哀求进行产品的定向化开拓,例如GESD524B4JDO采取的2颗5V加2颗24V集成在一个器件上,可以根据厂商定制为集成2颗5V加2颗18V或者28V的产品。
高特微电子供应200多款从单通道到多通道的ESD防护器件,封装形状最小为DFN0603,仅0.60.30.3mm,事情电压范围覆盖2.5V~36V,电容值低至0.2pF,为电子产品的各种通信接口,如USB、HDMI、LVDS、RS485、RS232、VGA、RJ11、RJ45、BNC、RF天线和GPIO等供应多元化的ESD防护方案。拥有完善的器件检测和强大的实验能力,可以为厂商供应不同需求的ESD防护技能支持。
LOW VF肖特基二极管产品先容。
肖特基二极管,因此它的发明人肖特基博士名字而命名的,又被称作是肖特基势垒二极管
它是金属与半导体材料相互打仗,且形成一定的势垒后开始事情的一种多数载流子器件。
肖特基二极管相对付普通二极管最大特点是正引导通电压低,开关速率快。
LOW VF肖特基二极管,则顾名思义为正引导通电压 (VF) 更低的肖特基二极管。
高特 LOW VF肖特基二极管RB0540D1,0.5A/40V VF@0.5A=0.46V。采取DFN1006微形封装形状,形状尺寸仅为1.00.60.5毫米,较业界常用SOD-523封装、SOD-523封装更加纤薄,可节省大量的电路板占用空间,知足厂商开拓轻薄产品的需求。其正引导通电压在50mA的事情电流下仅为0.28V,功率损耗仅为0.014W,在0.5A的事情电流下也仅为0.46V,小尺寸VF的肖特二极管不仅在体积上占优,还在功耗上存在上风。
高特2A 40V LOW VF 肖特基二极管 RB10U40FD和 RB10U40WS,可知足厂商对付电子系统更加高效、更低功率损㧌、更小占板空间的需求,其 VF@1A=0.37V和 VF@2A=0.43V,IR@40V<80uA,可很大程度上减小电子系统中的功率损耗,大大提高了效率。RB10U40FD 采取 DFN1610-2L 封装形状, 形状尺寸仅为 1.61.00.5mm,较业界常用SOD-523封装、 DFN1610-2L封装更加纤薄,可节省大量的电路板占用空间,知足厂商开拓轻薄产品的需求。
高特LOW VF肖特基二极管的优点,基于市情上现有封装的LOW VF肖特基二极管进行迭代开拓,并且VF值表现更加精良,采取DFN1006微形封装形状的RB0540D1,0.5A/40V VF@0.5A=0.46V,较业界常用 SOD-323 封装形状的同类产品节省约 82% 的PCB占用面积和41%的高度空间。采取DFN1610-2L微形封装形状的RB10U40FD与采取SOD-323封装形状的RB10U40WS,较业界常用 SOD-123FL 封装形状的同类产品节省约 76% 的PCB占用面积和50%的高度空间。以上三款产品在PCB占板面积和离板高度上占尽上风,知足厂商设计纤薄产品的需求。
综上所述,在电子系统更加高效、更低功率损㧌、更小占板空间的需求下,高特 2A 40V LOW VF 肖特基二极管 RB10U40FD 和 RB10U40WS 等两款微形封装且超低正引导通电压(VF)的肖特二极管,可成为电子工程师在功率转换电路(DC/DC)中反向极性保护 或续流的设计首选之一。
可以看到,相较于传统的SOD-123FL的封装,SOD-323封装的上风。而高特在SOD-323封装上再次进行开拓,开拓出DFN1610-2L的封装形状,比较SOD-123FL封装减少76%的占板面积与50%的高度空间,体积仅有只有后者1/3旁边。可用于磁吸充电宝等轻薄产品上。
高特LOW VF肖特基二极管的范例运用,紧张运用在充电宝的逆向电源保护电路。可运用在真无线耳机、智好手表、手环、智能眼镜、VR、移能电源 (充电宝)、便携式POS机、便携式医疗仪器、便携式媒体播放器、其它便携式电子产品等产品上。
想更多信息可以联系高特微电子或者高特半导体公司,注高特微"大众号 “高特微电子 Goaltop”,可以理解更多关于电子线路防护绿色能源办理方案。
以上是深圳市高特微电子有限公司的《USB Type-C静电防护方案》的精彩演讲。
充电头网总结充电宝作为随身携带的储能产品,实质是为设备供应额外的电力支持,但随着充电的性能越来越强,接口越来越丰富,兼容C口的产品越来越多,做事的工具从一开始的手机延伸到了现在的平板、条记本、小型用电设备等。且越来越多的电子设备支持PD快充,也就意味着可以利用PD充电器和支持PD快充的充电宝为设备充电,知足更多用户的需求。
充电宝最主要的属性依然是轻薄,因此充电宝里的每一个电子元器件都须要考虑其体积与重量,在一些空间有限的电子系统里更哀求肖特基二极管的体积越小越好。而高特LOW VF肖特基二极管,比较传统SOD-123FL封装的产品,开拓出SOD-323封装的产品,乃至更迷你的DFN1610-2L封装,且开拓的产品VF值更精良。可以知足更多充电宝厂商的需求。