• 产品应用

  • 技术文章
  • 考量USB Type-C 28V_VBUS 可能误触CC/SBU条件下的ESD保护方案: AZ5H45-01B

考量USB Type-C 28V_VBUS 可能误触CC/SBU条件下的ESD保护方案: AZ5H45-01B

2026/08/02

USB-IF协会发布的USB Type-C标准传输接口,自推出后便迅速获得消费市场与产业界的广泛采用。USB Type-C接口采用小型化设计,并具备正反可插特性,不仅支持高速数据传输,同时还整合了供电功能。目前主流设备所支持的PD 3.1协议,最高可提供48V / 5A的供电能力;在数据传输方面,USB Type-C更可支持最高USB4 80Gbps的高速传输,并兼容DisplayPort(DP)等音视频信号。


  USB Type-C具有体积小(仅8.6mm × 2.6mm)、功能集成度高等优势,但其24pin高密度设计也带来了潜在风险,如图一所示。在实际应用中,由于引脚之间的间距极小,容易发生短路、错位或误接触等情况。其中最严重的风险在于:当VBUS提供28V直流电压时,若误接触CC或SBU引脚,而CC或SBU的正常工作电压约为5V或3.3V,可能导致后端IC烧毁或TVS器件损坏。


图一. USB Type-C端口引脚短接示意图

图一. USB Type-C端口引脚短接示意图


  因此,在USB Type-C接口防护设计中,除了ESD(静电放电)与EOS(电气过应力)防护外,还需要额外考虑VBUS误接触CC/SBU时的系统安全性。


针对这一失效模式,许多消费电子品牌已要求在CC与SBU端口加入直流耐压测试,即施加28V直流电压,以验证产品的可靠性。目前常见的设计方式是在USB Type-C接口附近配置TVS二极管,并在后端搭配集成OVP(过电压保护)功能的PD控制芯片,以提升整体防护能力。


然而,如果仍采用传统VRWM = 5V的TVS,将无法通过28V直流耐压测试;如果改用VRWM ≥ 28V的TVS,则会因其钳位电压(VCL)偏高,导致ESD/EOS防护效果下降,甚至影响整机ESD测试,例如Pin Injection测试的通过率。因此,市场对于“兼具高耐压与低钳位电压”的TVS解决方案需求日益增加。


针对这一应用需求,晶焱科技推出了AZ5H45-01B专用保护器件,如图二所示。

该产品不同于传统5V TVS,其反向击穿电压(VBV)设计为>32V,确保在28V直流测试条件下不会触发导通,避免器件因持续能量而损坏。同时,该器件在8kV ESD条件下的钳位电压仅约10V,可有效提升系统通过ESD测试的能力。此外,该器件还具备6.5A(8/20μs,IEC61000-4-5)的浪涌承受能力,可为系统提供良好的EOS防护。


图二. USB Type-C CC/SBU专用保护器件AZ5H45-01B

图二. USB Type-C CC/SBU专用保护器件AZ5H45-01B


AZ5H45-01B能够实现低钳位电压的关键,在于其导通后具有约6V的snap-back保持电压(Vhold)。这一特性在降低钳位电压的同时,也不会影响CC/SBU信号,并可降低Latch-up风险。晶焱科技将其标示为VRWM = 5V,有助于工程师在选型时避免误判,并提升设计安全性。


在封装方面,AZ5H45-01B采用0201超小尺寸封装,具有较高的布局灵活性,符合设备小型化的发展趋势。针对USB4全功能应用,晶焱科技还提供完整的保护方案,包括:用于高速信号线的超低电容TVS(AZ5B9S-01F)、适用于CC/SBU并可通过直流耐压测试的AZ5H45-01B,以及用于VBUS高浪涌防护的AZ4528-01F / AZ4728-01F


随着USB Type-C接口的普及以及应用场景的多样化,设备的失效率与返修率也可能随之上升。因此,在系统设计阶段,除了基本的ESD与EOS防护外,还应将直流耐压等极端条件纳入考虑。晶焱科技提供多样化的保护器件选择,协助客户提升产品可靠性、降低维修成本,并增强整体系统的抗干扰能力,使产品更具可靠性并获得终端消费者的认可。

订阅电子报

送出