前言

近期,歐盟通過一項新規,將在2024 年底統一智能設備的充電接口為USB Type-C;國內相關部門也在積極促進接口統一標準。促進充電接口及技術融合統一,有利于降低電子垃圾,提高資源利用效率。在這大趨勢下,大功率的PD快充將得到更廣大的應用市場,也帶動了各種PD靜電防護方案的產生。

2022年12月08日,USB-C線纜高功率應用與安全保護方案技術研討會在線上直播,并邀請了7位行業大咖線上與大家探討,USB PD功率提高的同時帶來了充電器與USB-C線之間的高溫與損耗的問題。為大家分享最新的USB-C線纜技術干貨,針對PD快充靜電和浪涌的電氣要求,高特提供靜電和浪涌防護一站式解決方案。

深圳市高特微電子有限公司的總經理王海青先生參加了此次線上直播,并且還為我們帶來了《高特--PD充電器USB Type-C靜電防護方案》主題演講,主要以PD充電器USB Type-C靜電測試要求及標準、PD充電器USB Type-C靜電防護方案 、PD充電器USB Type-C靜電防護器件選型表、Type-C端口單ESD管應用實例 、PD充電器USB Type-C靜電防護優化方案共五個部分介紹。

深圳市高特微電子有限公司是一家專注于線路保護類器件和綠色能源方案設計、生產及營銷一體的國家高新技術企業。王海青先生是深圳市高特微電子有限公司總經理,從事半導體行業工作20余年,多次與國際半導體公司合作。擁有深厚的半導體行業經驗,在此次大會上帶來了關于PD充電器USB Type-C靜電防護的經驗。

由于PD協議IC的DMP(+)、DMC(-)、CC1、CC2等管腳均有遭受正電荷或負電荷ESD傷害的可能,因此需要對每一組管腳分別進行正向ESD應力和負向ESD應力的測試,其測試標準為IEC61000-4-2,具體要求達到IEC61000-4-2第幾等級則視生產廠家需求而定;一般IEC61000-4-2測試等級要求低的PD快充無需增加ESD防護,只有IEC61000-4-2測試等級要求高的PD快充會通過添加ESD防護器件來提升PD快充整機的抗靜電能力

普通的靜電防護方案通常采用單一的ESD單管,在USB Type-C后端的DMP(+)、DMC(-)、CC1、CC2等信號線上依不同工作電壓要求分別對地并接上ESD單管。

對于PD充電器的ESD防護器件選擇,根據具體情況,高特可提供SOD-523、SOD-323、DFN1006等三種封裝外形的ESD單管,工作電壓覆蓋5V、12V、15V、18V、24V,單/雙向均有,保證高效的性能和減少產品的成本。

上圖為雙和單Type-C輸出的PD快充,每個Type-C端口均采用了四顆高特的GESD5Z24V,以此保證PD快充在使用過程中的安全。GESD5Z24V為SOD-523 24V ESD單管。

基于不同客戶的應用需求,高特提出了PD快充靜電防護進階方案--四合一PD快充充電器靜電防護方案(進階篇),該方案采用一顆高特SOT-23-6L封裝外形的靜電防護器件GSMSxx或GSMSxxC,可單顆靜電防護器件為PD協議IC的DMP(+)、DMC(-)、CC1、CC2等管腳一次性提供單向或雙向靜電防護。GSMSxx系列和GSMSxxC系列,工作電壓覆蓋5V、12V、15V、24V,單/雙向均有,功率高達500W,抗靜電能力均達±30kV。

相較于目前PD快充充電器靜電防護單ESD方案(基礎篇),該方案僅需單點接地PCB布線更加簡單、大大減少了靜電防護器件在PCB板上的占板面積、減少了3次貼片次數,降低器件本身和貼片的成本。

響應PD快充對靜電防護的精細化要求,尤其是同一Type-C端口存在兩種電壓防護的需求,高特提出了PD快充靜電防護創新方案--四合一PD快充充電器靜電防護方案(創新篇)。

該方案采用一顆高特DFN2510封裝外形的靜電防護器件GESD2404JDO 或GESD2404JDOC 或GESD5B04JDO 或GESD5B244JDO 或GESD524BJDO,可單顆靜電防護器件為PD協議IC的DMP(+)、DMC(-)、CC1、CC2等管腳一次性提供單向或雙向及單電壓或雙電壓靜電防護,為不同廠商提供了更多個性化的靜電防護解決方案,幫助完善其產品的靜電防護能力。

相比基礎篇的單ESD方案,創新篇擁有更高的集成度和更多設計與更強的防護能力,保證產品擁有非常好的靜電防護能力,同時減少元件數量,滿足輕薄產品的使用。

相較于目前PD快充充電器靜電防護單SOD-523 ESD管方案,該方案僅需單點接地PCB布線更加簡單、在PCB板上減少至51%的占板面積、減少了3次貼片次數,降低器件本身和貼片的成本。

為保證每個方案的質量,高特擁有一整套完善的技術支持。

高特堅持以“研發創新、品質保證、技術支持、成本優勢、快速交付”為核心價值,以“合作伙伴共同利益最大化”為企業宗旨。

充電頭網總結

作為一款合格高品質的PD快充,靜電和浪涌已是必不可少的電氣指標之一;因為PD快充在使用的過程中會出現頻繁地熱插拔和人體接觸,熱插拔容易產生過壓、過流事件傷害PD快充,人體接觸容易產生靜電放電事件傷害PD快充。高特多次牽手國內大廠,提供優秀的靜電防護方案給他們,為其快充產品保駕護航。因此,充電器廠商選擇專業的靜電防護企業,可以減少不必要的售后成本和獲得更好的產品質量,消費者也能享受更安全的產品。