更简洁更轻薄，谁来保护USB Type-C的野心？
种种迹象表明，usb type-c市场将在2016年进入爆发期。以往的电子产品背面和侧面，都不免会拥挤着各式各样的接口。在电子产品日益追求小型化的今天，通过一个接口去接驳各种类型的外设，让产品设计更为简洁、轻薄，是开发者和用户共同的梦想。usb type-c就扮演着这样一个角色。
从性能上看，usb type-c几乎是“万能”的。在数据传输方面，它支持usb 3.1规范，每个通道的数据带宽可达到10gbps；同时它也是电子设备的功率传输接口，基于最新的usb-pd协议，经由usb type-c可传输最高100w的功率；此外，usb type-c同时支持数据和音视频信号的传输，堪称多面手；最后，在物理结构上usb type-c支持无方向的正反插，身材也更纤细，让用户体验又上了一个台阶。由此可以看出，usb-if为这次产品标准的升级做足了准备，其“野心”可见一斑。
不过在谈论usb type-c的种种“美好”之时，其产品可靠性的问题也不容忽视，使用中由于热插拔、短路、esd、故障设备和用户误操作引发的风险，需要有可靠的电路保护措施来化解。否则，在用户挑剔的眼光中，再宏大的“野心”也不免会碎成一地。
图1：usb type-c的接口功能定义，从结构上实现了无方向正反插
通常意义上的电路保护包括过流保护和过压保护。usb type-c的过流保护有四种不同的设计架构。第一种是直接采用集成了功率开关的pd控制器ic，这种方案的集成度较高，性能也最好，但是成本也比较高。第二种成本比较低的是“pd控制器+电流感应电路”的方案，但性能受限。其他两种“pd控制器+外置功率开关”的方案和 “pd控制器+mosfet+ptc”的方案成本适中，其中后者是bourns公司特有的方案，可以实现最佳的性价比，并且在5-20v的电压范围内有多种型号供开发者选择。
图2：四种usb type-c过流保护方案设计架构
usb type-c的过压保护方面是通过tvs来实现的。由于usb type-c正反插无方向的结构，其具有上下两组对称的接口，每组包括两组10gbps高速数据收发通道（ssrx+/ssrx -，sstx+/sstx -）、一组兼容以前usb标准的480mbps数据通道（d+/d-）和一组进行usb-pd协议通信的专用通道（cc+/-），所以需要保护的通道数量也较以往的usb接口更多，这就需要tvs阵列出场了。为此电路保护元器件厂商推出了小型化、高集成的方案。比如bourns的方案， 利用两个6通道tvs阵cddfn10-0516p列和一个4 通道tvs阵列cddfn10-0524p，只需三颗器件就完成了usb type-c的过压保护。
图3：bourns公司usb type-c过压保护方案
而随着usb type-c应用的推广，除了过压和过流保护，新的保护需求也逐渐被发现，比如过温保护。由于usb type-c的体积小，引脚间距小，又要承载最高100w的功率，所以一旦电缆接口端有异物污染，很容易造成内阻的增加，进而引发过热甚至是烟火危险。所以在线缆端加入过温保护的必要性逐渐被人们所认识，日本的mcpc(mobile computing promotion consortium)已经有涉及到过温保护的条款，相信未来欧美及中国市场也会跟进。
在usb type-c过温保护方面，一些创新性的产品和方案也正在逐渐进入人们的视野。较早期便涉足type-c领域的区域代理商世健公司产品经理表示，bourns公司在过温保护方面经验丰富，其提出的两种解决方案都颇具竞争优势：一种是采用mini-breaker 控温器件，它是一个可恢复器件，在温度异常（过高）时触发，而在电源被切断或温度回到安全水平时自恢复；另一种采用p-tco的方案，p-tco是温度触发的可恢复保险丝，与mini-breaker相比体积更小，且在成本上也更有竞争力。这两种方案各具特色，可为不同应用需求的开发者提供更多差异化的空间。
图4：采用p-tco的usb type-c过温保护实例，红色矩形标注处为p-tco
为了让上述保护方案能够与usb type-c整体解决方案更紧密地配合，世健针对市场需求研发了一系列完整解决方案，其中包括整合了cypress 集成pd协议的usb type-c控制器、mps高能效电源，以及bourns esd电路保护器件为一体的完整方案。该方案可以让开发者获得一份高性价比的bom清单，也让产品开发更为便捷。世健公司进一步介绍说，根据客户的反馈，这一集成了业界领先芯片的方案具有非常出色的稳定性和可靠性，可以广泛用于type-c dongle、电源适配器、专用emark电缆等产品中，特别是在中高端产品中有很强的竞争力。
总之，随着usb type-c商用进程的加速，其强大的功能会逐渐显现出来，各种创意产品也会层出不穷。用户在享受usb type-c强大的功能性的同时，也会兼顾可靠性和安全性，这是电路保护器件厂商的一次难得的商机。
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usb type-c的过压保护方面是通过tvs来实现的。由于usb type-c正反插无方向的结构，其具有上下两组对称的接口，每组包括两组10gbps高速数据收发通道（ssrx+/ssrx -，sstx+/sstx -）、一组兼容以前usb标准的480mbps数据通道（d+/d-）和一组进行usb-pd协议通信的专用通道（cc+/-），所以需要保护的通道数量也较以往的usb接口更多，这就需要tvs阵列出场了。为此电路保护元器件厂商推出了小型化、高集成的方案。比如bourns的方案， 利用两个6通道tvs阵cddfn10-0516p列和一个4 通道tvs阵列cddfn10-0524p，只需三颗器件就完成了usb type-c的过压保护。
图3：bourns公司usb type-c过压保护方案
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