探索MAX20323系列：USB Type - C CC引腳過壓保護(hù)的理想之選

在電子設(shè)備設(shè)計(jì)中，USB Type - C接口因具備高速數(shù)據(jù)傳輸、大電流充電等諸多優(yōu)勢(shì)，得到了廣泛應(yīng)用。然而，CC引腳的過壓問題可能會(huì)對(duì)設(shè)備造成損害，因此過壓保護(hù)至關(guān)重要。今天，我們就來深入了解一下Maxim Integrated推出的MAX20323/MAX20323A/MAX20323B/MAX20323C/MAX20323D/MAX20323E/MAX20323F系列USB Type - C CC引腳過壓保護(hù)器。

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產(chǎn)品概述

MAX20323系列過壓保護(hù)器具有內(nèi)部過壓閾值和浪涌保護(hù)功能，能夠在過壓時(shí)關(guān)閉開關(guān)，防止USB Type - C CC/SBU引腳受損。該系列產(chǎn)品有兩個(gè)通道開關(guān)，導(dǎo)通電阻典型值為0.27Ω，當(dāng)輸入電壓低于過壓閾值時(shí)開關(guān)導(dǎo)通。若某一通道超過過壓閾值，相應(yīng)開關(guān)將關(guān)閉，并由輸入（CC1_I/CC2_I）提供精確的上拉電流輸出（CC1_O/CC2_O），不過MAX20323F沒有上拉電流功能。

產(chǎn)品采用12凸點(diǎn)（間距0.4mm，尺寸1.7mm x 1.32mm）WLP封裝，工作溫度范圍為 - 40°C至 + 85°C。

主要特性與優(yōu)勢(shì)

靈活的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

• 寬工作電源電壓范圍：2.5V至5.5V的工作電源電壓范圍，能適應(yīng)多種不同的電源環(huán)境，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了更大的靈活性。
• 低導(dǎo)通電阻開關(guān)：每個(gè)通道集成270mΩ（典型值）的開關(guān)，具備1A的連續(xù)電流能力，可有效降低功耗，提高系統(tǒng)效率。
• 低電源電流：當(dāng)CC輸入低于過壓閾值時(shí)，電源電流典型值僅為20μA，有助于降低系統(tǒng)功耗，延長設(shè)備續(xù)航時(shí)間。
• 精確的上拉電流：除MAX20323F外，當(dāng)CC輸入超過過壓閾值時(shí)，能為CC輸出提供精確的上拉電流，保證信號(hào)的穩(wěn)定傳輸。

可靠的保護(hù)

• 精確的過壓鎖定閾值：過壓鎖定（OVLO）閾值為5.75V±0.2V，能精準(zhǔn)地檢測過壓情況，及時(shí)采取保護(hù)措施。
• 高浪涌抗擾度：MAX20323/A/B的浪涌抗擾度可達(dá)80V，MAX20323C/MAX20323D/MAX20323E/MAX20323F的直流耐受電壓可達(dá)20.5V，能有效抵御各種浪涌沖擊。
• 超快關(guān)斷響應(yīng)：開關(guān)關(guān)斷響應(yīng)時(shí)間典型值為100ns，可在瞬間切斷過壓通道，保護(hù)設(shè)備免受損害。
• 熱關(guān)斷保護(hù)：當(dāng)結(jié)溫超過135°C（典型值）時(shí)，開關(guān)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，待溫度下降約20°C后再次開啟，避免設(shè)備因過熱損壞。

節(jié)省空間

采用12凸點(diǎn)、0.4mm間距、1.7mm x 1.32mm的WLP封裝，體積小巧，能有效節(jié)省電路板空間，適合對(duì)空間要求較高的設(shè)備。

電氣特性

電源相關(guān)特性

• 工作電壓：VENCC范圍為2.5V至5.5V，確保在不同電源條件下穩(wěn)定工作。
• 電源電流：當(dāng)VCC1_I = VCC2_I = 0V時(shí)，電源電流典型值為20μA；當(dāng)VCC1_I = VCC2_I = 9V（MAX20323、MAX20323D）時(shí)，電源電流為140 - 170μA。
• 上電復(fù)位：VPOR_R/F在VENCC上升和下降時(shí)為2.1 - 2.5V，VPOR_H滯回為23mV。

CC輸入輸出特性

• 導(dǎo)通電阻：IOUT = 0.1A時(shí)，導(dǎo)通電阻典型值為270mΩ，最大值為500mΩ。
• 過壓鎖定閾值：VCC1_I、VCC2_I上升時(shí)，VOVLO_R為5.55 - 5.95V；下降時(shí)，VOVLO_F為5.5V；VOVLO_H滯回為50mV。
• 輸入阻抗：CC1_I、CC2_I上電時(shí)，RCC_I在VCC1_I、VCC2_I = 5.5V時(shí)為1MΩ。
• 電流源特性：不同型號(hào)的產(chǎn)品具有不同的上拉電流值，如MAX20323/MAX20323D為180μA，MAX20323A/MAX20323C為330μA，MAX20323B/MAX20323E為80μA。
• 電流源電壓鉗位：CC1_O、CC2_O開路，CLOAD ≤ 1nF（MAX20323F除外）時(shí)，VCLP_ISRC為5.5 - 6V。

定時(shí)特性

• 開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間：tON_SW典型值為90μs。
• 開關(guān)關(guān)斷時(shí)間：tOFF_SW典型值為0.1μs。
• 電流源導(dǎo)通時(shí)間：tCC_ISRC_ON典型值為150μs。
• 電流源關(guān)斷時(shí)間：tCC_ISRC_OFF典型值為2μs。

熱保護(hù)特性

熱關(guān)斷溫度TSHDWN_R典型值為135°C，滯回TSHDWN_H典型值為20°C。

ESD保護(hù)特性

• CC1_I、CC2_I的IEC 61000 - 4 - 2接觸放電為±8kV，空氣間隙放電為±15kV，人體模型為±20kV；其他引腳人體模型為±2kV。

詳細(xì)工作原理

開關(guān)工作機(jī)制

該系列產(chǎn)品在CC輸入和CC輸出之間采用270mΩ（典型值）的背對(duì)背開關(guān)。當(dāng)相應(yīng)的CC輸入低于過壓閾值時(shí)，開關(guān)導(dǎo)通；當(dāng)超過過壓閾值時(shí)，開關(guān)關(guān)閉。

過壓鎖定

當(dāng)CC1_I/CC2_I低于過壓閾值（VOVLO_R）時(shí)，通向CC1_O/CC2_O的開關(guān)開啟；當(dāng)超過閾值時(shí)，開關(guān)關(guān)閉，并啟用從CC1_I/CC2_I到CC1_O/CC2_O的上拉電流。

輸入電壓鉗位

當(dāng)VENCC低于上電復(fù)位閾值時(shí)，CC1_I和CC2_I上的鉗位電阻RD啟用；當(dāng)VENCC高于該閾值時(shí)，RD禁用。不過MAX20323F沒有輸入電壓鉗位功能。

熱關(guān)斷

熱關(guān)斷電路可防止設(shè)備過熱。當(dāng)結(jié)溫超過135°C（典型值）時(shí)，開關(guān)關(guān)閉；溫度下降約20°C后，開關(guān)再次開啟。

應(yīng)用信息

浪涌保護(hù)

MAX20323/MAX20323A/MAX20323B具有高達(dá)13.5V的直流耐受能力和80V的浪涌保護(hù)能力；MAX20323C/MAX20323D/MAX20323E/MAX20323F的直流耐受電壓可達(dá)20.5V。

靜電放電（ESD）保護(hù)

所有引腳都集成了ESD保護(hù)結(jié)構(gòu)，能有效抵御高達(dá)±2kV（人體模型）的靜電放電。CC1_I、CC2_I更能承受±20kV（人體模型）、±15kV（IEC 61000 - 4 - 2空氣間隙放電）和±8kV（IEC 61000 - 4 - 2接觸放電）的ESD沖擊，且ESD事件后設(shè)備能繼續(xù)正常工作，不會(huì)出現(xiàn)閂鎖現(xiàn)象。

選型信息

該系列產(chǎn)品有多種型號(hào)可供選擇，不同型號(hào)的主要區(qū)別在于直流CC輸入絕對(duì)最大值和上拉電流。例如，MAX20323ENC + T的直流CC輸入絕對(duì)最大值為13.5V，上拉電流為180μA；MAX20323CENC + T的直流CC輸入絕對(duì)最大值為20.5V，上拉電流為330μA。工程師可根據(jù)具體應(yīng)用需求進(jìn)行選型。

總結(jié)

MAX20323系列USB Type - C CC引腳過壓保護(hù)器以其靈活的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、可靠的保護(hù)功能和節(jié)省空間的封裝，為電子設(shè)備的USB Type - C接口提供了全面的過壓保護(hù)解決方案。無論是智能手機(jī)、平板電腦，還是工業(yè)PC等設(shè)備，都能從該系列產(chǎn)品中受益。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，工程師們可以根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求，合理選擇合適的型號(hào)，確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。大家在使用該系列產(chǎn)品時(shí)，有沒有遇到過什么特別的問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。