【導(dǎo)讀】依托巨大的市場發(fā)展，智能手機在原有的通訊功能基礎(chǔ)上，正體現(xiàn)出其強大的功能擴展性。同時其高功耗也對智能手機的續(xù)航能力提出越來越高的要求。2014 年，Type-C 伴隨著最新的USB3.1 標(biāo)準(zhǔn)橫空出世，這類全新的接口形式，憑借其便捷的正反面拔插，大功率的供電，快速的傳輸速率等功能得到廣泛認(rèn)可。但是高達 10Gbps 的傳輸速度必然導(dǎo)致端口的 EMI 輻射超標(biāo)嚴(yán)重，而功率大、速度快特征對端口防護器件提出了更高要求。
技術(shù)背景
Type-A 接口就是我們平常用的最多的標(biāo)準(zhǔn) USB 接口，Type-A 接口的英文名稱就是“Standard Type-A USB”，這說明它是標(biāo)準(zhǔn)的 USB 接口，而其它形狀的 USB 接口都是它的衍生物。Type-B 接口，出鏡率遠(yuǎn)沒有標(biāo)準(zhǔn) Type-A 接口高，諸如打印機、顯示器 USB HUB等諸多外部 USB 設(shè)備采用了 Type-B 接口。Type-C 接口是最新的 USB 接口外形標(biāo)準(zhǔn)。既可以應(yīng)用在 PC（主設(shè)備）又可以應(yīng)用在外部設(shè)備（從設(shè)備）的接口類型。
圖 1. Type-C 引腳定義
Type-C 引腳示意如圖 1，數(shù)據(jù)傳輸主要有 TX/RX 兩組差分信號。CC 為配置通道，是兩個關(guān)鍵引腳，這是 USB Type-C 里新增的關(guān)鍵通道，它的作用有檢測 USB 連接、檢測正反插、USB 設(shè)備間數(shù)據(jù)與 VBUS的連接建立與管理等。
圖 2. USB Power Delivery Specification
如圖 2，在 USB Power Delivery Specification 中，提到采用一種階段提高電壓與電流的運作方式：主控與 hub 、設(shè)備間通信期間，通過 CC 的 pin ， 從Profile1(5V@2A)-Profile5(20V@5A)階段性的提高。
Type-C 需要注意的問題點：
1、高達 10Gbps 的傳輸速度必然導(dǎo)致端口的 EMI 輻射超標(biāo)嚴(yán)重；
2、Type-C 電壓范圍廣、功率大、速度快特征對端口防護器件有了更高要求；
順絡(luò)電子的 EMC 設(shè)計及過壓防護
順絡(luò)電子作為國際領(lǐng)先的磁性器件龍頭企業(yè)，結(jié)合自身多年 EMC 器件/防護器件的開發(fā)和持續(xù)的解決方案服務(wù)經(jīng)驗，針對 USB Type-C 提出了相應(yīng)的解決對策，如圖 3。
圖 3.USB Type-C的EMC設(shè)計
在電壓供給端口和地接口部分，使用磁珠來濾除電源中可能含有的高頻諧波成分，抑制EMI。
USB3.1 STANDARD A 最大供應(yīng)電流達到900mA，推薦：UPZ1608E181-2R2TF。
Type-C@1.5A 推薦：UPZ1608E101-3R0TF
Type-C@3A 推薦：UPZ1608U700-4R0TF
Type-C的PD電源PROFILE1~4：UPZ1608E300-5R0TF
Type-C的PD電源PROFILE5：UPZ1608U280-6R0TF
共模扼流器可以有效抑制共模噪音，保留差模信號，因此在差分信號線上推薦使用共模扼流器。
在差模傳輸線上，D+/D-保留USB2.0的速度，推薦：D+/D-：SDCW2012-2-900TF
而super speed plus 傳輸線上，傳輸評率達到5Gbps，推薦：SSTx+-/ SSRx+-:SDCW2012U-2-900TF
圖 4.USB Type-C過壓防護方案
USB Type-C接口支持熱拔插，在此操作過程中可能產(chǎn)生高達8kV的ESD，造成對數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃矐B(tài)干擾和對硬件的損壞。針對ESD問題，順絡(luò)電子提出相應(yīng)的防護方案，如圖4.
USB3.1 其中的超高速傳輸線的擴展時鐘頻率達到5GHz，規(guī)范規(guī)定總的電容：1.25pf（max）@5Gbps，1.1pf（max）@10Gpbs Parasitic Capacitance to Ground，所以防護器件電容一般需要0.2pF以下電容量。推薦物料：
Vbus：SDV1005A090C800NPTF
D+-/SSTx+-/SSR+-：GESD1005H090CR10GPTF
在以上器件放置時，壓敏電阻用于ESD防護，所以應(yīng)該放置在最靠近接口部位，以便在ESD的源頭進行防護，后面才安放共模扼流器和磁珠。
未來的展望
今年上半年，各大手機廠商陸續(xù)發(fā)布旗艦手機，在華為，小米，魅族，樂視，中興等發(fā)布的手機上都已經(jīng)配置了Type-C接口，未來市場份額還將進一步擴大。深圳順絡(luò)電子股份有限公司的EMC設(shè)計有效濾除噪音，同事要兼顧信號的完整性和特性阻抗。其過壓防護方案在保證數(shù)據(jù)傳輸及時性同時達到ESD防護的目的。適用于各大手機廠商USB Type-C方案。
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