USB PD快充与Type-C接口静电防护：确保手机安全充电的关键技术

随着智能手机的普及和快充技术的发展,USB Power Delivery (PD)快充和USB Type-C接口已成为现代移动设备的标配。然而,这些先进技术在带来便利的同时,也为设备的静电防护带来了新的挑战。今天,让我们深入探讨USB PD快充和Type-C接口的静电防护问题,以及如何通过精心设计来确保手机的安全充电。

USB PD快充技术

USB PD是一种先进的快速充电协议,能够在USB连接上提供高达100W的功率。它通过动态协商电压和电流,实现了更快、更高效的充电。

在日常使用USB PD快充充电器时，需要频繁地热插拔。如果其内部防护措施不到位的话，不仅会导致浪涌电流通过电源线进入内部电路损坏主控芯片，而且还容易引发输出瞬间大电流，影响充电稳定和安全，甚至导致受充设备损坏。不仅如此，USB PD快充充电器和快充移动电源产品在使用中，很容易与人体或其他带静电物体产生接触，而多数产品外壳的壳料与USB端口、呼吸灯、按键的连接处并不是无缝设计，外部静电很容易通过接缝进入主板中，导致产品损坏。

USB Type-C接口的 ESD 防护

大多数时候，我们都带着手机、智能手表、无线耳机等，这些设备都只能通过 USB 端口充电。使用电脑时，我们经常会使用USB 移动闪存驱动器（简称 U 盘）来传输文件。在车里给手机充电时，我们会使用标准的USB 端口。USB 在我们的日常生活中无处不在，参与我们的每一次数字体验的一部分。

Type-C接口凭借其可逆插拔和多功能性成为新一代USB标准,但其密集的引脚排列和双向性也增加了静电防护的难度。

USB PD快充与Type-C接口静电防护方案

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USB PD 快充

想要生产出一款稳定安全的USB PD快充产品，其EOS防护/ESD静电保护措施必不可少。从物料成本、研发周期、生产流程等方面考虑，越来越多的厂商选择在USB PD快充接口内置浪涌和静电保护器件。那么，USB PD快充接口浪涌静电保护选用什么型号的TVS二极管呢？

从萨瑞微电子USB PD快充接口浪涌静电保护方案图一，电源供电口萨瑞微电子选用SES2431P4、SEU0501P1做防护，具体根据充电电压大小来选择。工作电压为5V、24V，具有低钳位、低漏电流的特点，适合大浪涌保护；DFN2020-3L、DFN1006-2L封装，减小USB PD接口安装空间；符合IEC 61000-4-2（静电）±30kV（空气）和±30kV（接触）标准。

在D+/D-数据接口和快充协议检测CC1/2接口静电防护中，萨瑞微电子推荐选用ESD二极管SEU0501P1，工作电压5V、峰值脉冲电流3A、DFN1006-2L封装；结电容低至0.5pF，保证高速数据信号的传输；符合IEC 61000-4-2（静电）±15kV（空气）和 ±10kV（接触）标准。

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Type-C接口

保护 USB 接口不受静电放电 (ESD) 的影响十分重要。我们每天会数次在电子产品上插拔USB 数据线，在触碰或使用 USB 端口时，便可能遇到静电放电，这种情况十分常见。这些ESD 事件既可以由用户（人体）产生，也可以由数据线上存储的电荷产生。静电峰值电压可以达到数万伏，很容易损坏USB 收发器敏感的 CMOS 结构。因此，ESD防护对每个 USB 引脚都有着重要且必要的意义。

作为最新款连接器之一的USB Type-C，在物理尺寸以及与主机和外围设备的连接方式方面，都明显不同于以前的版本。USB Type-C采用可正反插设计，总共24 个引脚，上下各 12 个引脚，支持朝上或朝下插入。

SBU 和CC 引脚保护：由于USB Type-C 插头尺寸很小且引脚之间相隔很近，分立式单线瞬态电压抑制(TVS) 二极管非常适合保护端口免受 ESD 事件的影响。此外，分立式TVS 二极管对于电路设计师而言，可以更方便地布局和布线。参考图 引脚配置，我们可以看到 CC 引脚和SBU 引脚紧挨着 VBUS 引脚。VBUS引脚最高可达 24V，所以如果发生短路，CC引脚和 SBU 引脚则会暴露在24V 的电压下。在这种情况下，TVS 二极管的最低击穿电压不低于24V 才能保护 CC 和SBU 引脚。根据 IEC 61000-4-5的要求，萨瑞微电子的SES2431P4能够承受500V浪涌电压！IEC 61000-4-2的要求，在±24kV（空气放电）和±17kV（接触放电）之间的高 ESD，并且能够保持电路正常工作！

D+/D- 线路保护：D+/D-线路适用于 USB 2.0 接口，可以使用萨瑞微电子SEU0501P1、SEU0521P1S的进行保护。SEU0501P1属于 5V ESD，有着0.5pF 的最大结电容，采用的是DFN1006-2L超小型封装尺寸。

推荐使用萨瑞微ESD\TVS系列

以上是萨瑞微电子USB PD快充与Type-C接口静电防护方案，如有特殊需求，欢迎前来探讨。

结论

在追求更快充电速度和更高数据传输率的同时,我们不能忽视静电防护这一关键环节。通过精心的设计和选择合适的保护器件,我们可以在享受先进技术带来便利的同时,确保设备的可靠性和长期使用寿命。