艾赛斯IXYS的USB C型电缆热保护的五个设计快速充电的功能减少了便携式产品必须连接到电源线上的时间。
艾赛斯IXYS的USB C型电缆允许消费者使用它们为功率高达100W的电池供电的便携式产品充电。这种高功率，快速充电的功能减少了便携式产品必须连接到电源线上的时间。100W容量对于USB电缆来说是相当大的功率。结果，由于电缆上的故障状况，电缆可能会产生大量热量。该连接器采用封闭式结构，针脚间距窄。引脚的间距为0.5毫米，比USB Type-A连接器小五倍。污垢和其他污染物会导致电源和接地引脚之间的电阻故障。机械故障，例如弯曲的针脚或绝缘层破损也会导致电阻故障和过流情况。这些故障可能导致过热并导致电缆继电器故障，并可能损坏正在充电的产品。
艾赛斯IXYS设计人员面临的挑战是在USB Type-C连接器的有限空间内整合热保护功能。设计人员需要确保电缆的所有组件均能承受全部100W的充电功率，并且增加的热保护功能不会将可用的充电功率降低到100W以下。
艾赛斯IXYS针对这些挑战的解决方案是设计用于USB Type-C电缆连接器的数字温度指示器（DTI）组件。使用此组件可以避免电缆中的功率损耗，因为它位于电缆的配置通道（CC）中，而不是位于电源线（即V BUS线）中。此DTI组件是Littelfuse制造的PolySwitch setP数字温度指示器。其较小的表面安装尺寸为2 mm x 1.2mm，比其他温度感应设备小30％，并且可以轻松插入USB插头。当周围温度达到特定值并且使用该设备的电路关闭电源传输时，该设备会通过实质上增加其电阻的方式工作。setP温度指示器模型的电阻-温度曲线。在室温下，器件电阻低于10Ω。在大约+ 100°C时，电阻至少增加了三十年。
电路设计注意事项
艾赛斯IXYS将setP数字温度指示器放在USB C型电缆的每个插头上，以感测一个继电器或两个继电器上的潜在故障。连接配置通道（CC）中的每个DTI。当达到DTI的跳闸温度时，DTI 利用USB-IF标准1定义的系统参数来导致电源关闭。
艾赛斯IXYS setP DTI是唯一的，因为它位于CC线中，而不位于充电电源的路径中。因此，setP DTI使充电电路与电源无关；无论电源，继电器，充电器和接收器（正在充电的产品）之间协商的功率水平如何，DTI都能提供可靠的保护。
艾赛斯IXYS USB-IF标准定义了一个监视电路，根据在CC线上测得的电压电平，信号源将知道何时连接或断开接收器。
如果电源侧的CC电压达到标准中定义的水平，则从VBUS引脚断开电源。setP DTI电阻的增加将导致电压增加。USB C型插头的引脚布局。引脚A5是CC线，而VBUS在四个引脚上：A9，A4，B4和B9。每个DTI都安装在CC行中。
温度指示器的推荐位置
温度指示器在继电器中的位置将确定在故障情况下传感器将检测到的继电器引脚上的温度升高了多少。建议温度指示器的位置距离继电器插针不超过3 mm。
测试结果表明，将温度指示器放置在距连接器引脚较远的位置，每毫米，连接器中的温度都会降低5°C。例如，如果距离插针3 mm处的检测器温度升高到100°C，则距离连接器3mm的温度将降低15°C或85°C。
艾赛斯IXYS印刷电路板（PCB）布局和焊接建议
艾赛斯IXYS温度指示器的推荐焊料布局焊盘。焊膏的最大厚度为0.25 mm。为避免损坏器件，请在焊接过程中确保最高封装温度不超过260°C。还应使温度上升和下降速率分别不超过3°C / s和2°C / s。保持温度高于217°C不超过150秒。
艾赛斯IXYS PCB成型注意事项
艾赛斯IXYS容纳PCB的继电器通常使用内部模具保护PCB。聚丙烯材料是常见的模塑材料。使用聚丙烯时，模具注射压力可达到400 psi。数字温度指示器可以承受普通的模具注射压力。如果计划使用其他成型材料，请仔细考虑成型压力，以免对setP DTI施加物理限制。
艾赛斯IXYS设计验证测试建议
艾赛斯IXYS设计人员将希望验证电缆达到特定温度水平时保护电路是否能够保护电缆。一种测试配置，保温室将提供变化的温度。使用示波器监视来自腔室内热电偶的腔室内温度和V BUS电压。当达到温度指示器的转变温度时，请验证V BUS电压是否降至较低的值。
冷却热室，并在温度降至温度指示器的转变温度以下时验证V BUS电压是否恢复到其工作水平。通过此测试和类似的设计验证测试，设计团队将可以放心地将电缆过渡到生产中。
艾赛斯IXYS USB Type-C继电器电缆流过高达100W的功率，因此热保护对于确保电缆坚固耐用是必不可少的。setP数字温度指示器可提供必要的温度保护，而又不会限制电缆的充电功率或干扰USB通信协议。
