從性能上看，USB Type-C幾乎是“萬能”的。在數據傳輸方麵，它支持USB 3.1規範
，每個通道的數據帶寬可達到10Gbps；同時它也是電子設備的功率傳輸接口，基於最新的USB-PD協議，經由USB Type-C可傳輸最高100W的功率；此外
，USB Type-C同時支持數據和音視頻信號的傳輸，堪稱多麵手；最後，在物理結構上USB Type-C支持無方向的正反插，身材也更纖細，讓用戶體驗又上了一個台階。由此可以看出，USB-IF為這次產品標準的升級做足了準備，其“野心”可見一斑。

 

不過在談論USB Type-C的種種“美好”之時，其產品可靠性的問題也不容忽視，使用中由於熱插拔、短路、ESD
、故障設備和用戶誤操作引發的風險
，需要有可靠的電路保護措施來化解。否則，在用戶挑剔的眼光中，再宏大的“野心”也不免會碎成一地。

 

圖1：USB Type-C的接口功能定義，從結構上實現了無方向正反插

 

通常意義上的電路保護包括過流保護和過壓保護。USB Type-C的過流保護有四種不同的設計架構。第一種是直接采用集成了功率開關的PD控製器IC，這種方案的集成度較高
，性能也最好，但是成本也比較高。第二種成本比較低的是“PD控製器+電流感應電路”的方案，但性能受限。其他兩種“PD控製器+外置功率開關”的方案和 “PD控製器+MOSFET+PTC”的方案成本適中
，其中後者是Bourns公司特有的方案，可以實現最佳的性價比
，並且在5-20V的電壓範圍內有多種型號供開發者選擇。

 

圖2：四種USB Type-C過流保護方案設計架構

 

USB Type-C的過壓保護方麵是通過TVS來實現的。由於USB Type-C正反插無方向的結構
，其具有上下兩組對稱的接口

，每組包括兩組10Gbps高速數據收發通道（SSRX+/SSRX -
，SSTX+/SSTX -）、一組兼容以前USB標準的480Mbps數據通道（D+/D-）和一組進行USB-PD協議通信的專用通道（CC+/-）
，所以需要保護的通道數量也較以往的USB接口更多
，這就需要TVS陣列出場了。為此電路保護元器件廠商推出了小型化
、高集成的方案。比如Bourns的方案， 利用兩個6通道TVS陣CDDFN10-0516P列和一個4 通道TVS陣列CDDFN10-0524P，隻需三顆器件就完成了USB Type-C的過壓保護。

 

圖3：Bourns公司USB Type-C過壓保護方案

 

而隨著USB Type-C應用的推廣，除了過壓和過流保護，新的保護需求也逐漸被發現，比如過溫保護。由於USB Type-C的體積小，引腳間距小，又要承載最高100W的(de)功(gong)率(lv)，所(suo)以(yi)一(yi)旦(dan)電(dian)纜(lan)接(jie)口(kou)端(duan)有(you)異(yi)物(wu)汙(wu)染(ran)，很(hen)容(rong)易(yi)造(zao)成(cheng)內(nei)阻(zu)的(de)增(zeng)加(jia)，進(jin)而(er)引(yin)發(fa)過(guo)熱(re)甚(shen)至(zhi)是(shi)煙(yan)火(huo)危(wei)險(xian)。所(suo)以(yi)在(zai)線(xian)纜(lan)端(duan)加(jia)入(ru)過(guo)溫(wen)保(bao)護(hu)的(de)必(bi)要(yao)性(xing)逐(zhu)漸(jian)被(bei)人(ren)們(men)所(suo)認(ren)識(shi)，日(ri)本(ben)的(de)MCPC(Mobile Computing Promotion Consortium)已經有涉及到過溫保護的條款
，相信未來歐美及中國市場也會跟進。

 

在USB Type-C過溫保護方麵
，一些創新性的產品和方案也正在逐漸進入人們的視野。較早期便涉足Type-C領域的區域代理商世健公司產品經理表示，Bourns公司在過溫保護方麵經驗豐富
，其提出的兩種解決方案都頗具競爭優勢：一種是采用mini-Breaker 控溫器件，它是一個可恢複器件，在溫度異常（過高）時觸發，而在電源被切斷或溫度回到安全水平時自恢複
；另一種采用P-TCO的方案

，P-TCO是溫度觸發的可恢複保險絲，與mini-Breaker相比體積更小
，且在成本上也更有競爭力。這兩種方案各具特色，可為不同應用需求的開發者提供更多差異化的空間。

 

圖4：采用P-TCO的USB Type-C過溫保護實例，紅色矩形標注處為P-TCO

 

為了讓上述保護方案能夠與USB Type-C整體解決方案更緊密地配合，世健針對市場需求研發了一係列完整解決方案，其中包括整合了Cypress 集成PD協議的USB Type-C控製器
、MPS高能效電源

，以及Bourns ESD電路保護器件為一體的完整方案。該方案可以讓開發者獲得一份高性價比的BOM清(qing)單(dan)
，也(ye)讓(rang)產(chan)品(pin)開(kai)發(fa)更(geng)為(wei)便(bian)捷(jie)。世(shi)健(jian)公(gong)司(si)進(jin)一(yi)步(bu)介(jie)紹(shao)說(shuo)，根(gen)據(ju)客(ke)戶(hu)的(de)反(fan)饋(kui)，這(zhe)一(yi)集(ji)成(cheng)了(le)業(ye)界(jie)領(ling)先(xian)芯(xin)片(pian)的(de)方(fang)案(an)具(ju)有(you)非(fei)常(chang)出(chu)色(se)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)
，可(ke)以(yi)廣(guang)泛(fan)用(yong)於(yu)Type-C Dongle
、電源適配器、專用eMark電纜等產品中
，特別是在中高端產品中有很強的競爭力。

 

總之，隨著USB Type-C商用進程的加速，其強大的功能會逐漸顯現出來，各種創意產品也會層出不窮。用戶在享受USB Type-C強大的功能性的同時，也會兼顧可靠性和安全性，這是電路保護器件廠商的一次難得的商機。