USB Type-C（USB-C）电缆和连接器规范大大简化了数码相机、超薄平板电脑等电子产品的互连和供电方式(图1)。该规范支持高达15W的USB-C和USB-C功率传输（PD）将充电能力扩展到1000W，包括各种可互换充电设备。USB Type-C它给系统保护带来了新的挑战。新连接器的间距比USB Micro-B小，增加了VBUS机械短路的风险。此外，由于USB PD高压需要更强的保护。最后，电子负载变得越来越复杂，需要加强ESD电压浪涌保护。本设计解决方案首先讨论USB Type-C PD架构以及与D /D-与数据信号保护相关的挑战，然后提出了高度集成的2xSPDT只需要少开关BOM和PCB占用空间可以克服这些挑战。

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图2. USB PD电源管理系统

保护挑战

电源中的电涌和静电放电(ESD)干扰或造成电子负载和设备损坏是很常见的。ESD手持电子设备面临的大问题是静电荷从人体转移到电子电路。浪涌可能是由闪电或铺设在雷击附近的长电缆引起的。开关或继电器在开关操作过程中会引起浪涌。负载突降是通过切断汽车上的电池连接而产生的浪涌。数据线好 保护IC在不显著降低数据质量的情况下，应提供足够的保护。

集成解决方案

MAX20334是一款2xSPDT开关具有过压保护功能，适用于便携式设备(图3)IC旨在保护下游数据线免受高压短路，ESD或浪涌事件的影响。该设备具有便携式电子设备中高性能开关应用所需的低导电容和低导电阻。该IC具有内部正过压和浪涌保护功能，可处理USB低/全/高速信号和2.7V至5.5V电源供电。该IC采用12引脚(1.23mm x 1.63mm)晶圆级封装(WLP)，可在-40°C至 85°C在温度范围内工作。

图3. 2.扩展保护xSPDT开关

扩展保护

所有引脚有的引脚ESD保护结构，防止在处理和组装过程中遭受高达±2kV(人体模型)的静电放电。COMA和COMB进一步高达图2和图3±15kV(人体模型)，±15kV(IEC 61000-4-2中描述的气隙放电方法)和±8kV(IEC61000-4-2中描述的接触放电方法)ESD保护，不会造成损坏。ESD结构在正常运行和设备断电时均可承受高ESD。在ESD事件之后，IC继续工作，没有锁。该IAD中国代理商C受到-30V至 45V(IEC61000-4-5)浪涌保护和高达 20.5V过压保护。图4将高度集成的扩展保护解决方案PCB提供纯电涌保护和较低的布局OV和ESD典型的保护竞争产品进行了比较。后者需要额外的电路来满足需求ESD/浪涌/OV增加了规范要求BOM成本， 并且PCB占用空间增加了5倍。

图4. 扩大保护优势

数据完整性

从图5的眼图可以清楚地看出，弯曲的蓝线接近禁止的红色禁区(close-to-maximum)距离，数据信号完整性好。IC高带宽最大限度地减少信号升降时间和抖动的下降，从而产生良好的误差容量，这是通过USB一致性测试非常重要。

图5. D /D-眼图

结论

USB Type-C在数码相机和超薄平板电脑等电子产品的互连、供电和保护方面带来了新的挑战，新连接器的间距比USB Micro-B小，增加了VBUS机械短路的风险。此外，由于USB PD高压需要更强的保护。最后，电子负载变得越来越复杂，需要加强ESD电压浪涌保护。本设计解决方案提供高达±15kV ESD保护、-30V至 45V浪涌保护和 20.5V与集成度较低的装置相比，过压保护的增强保护装置可以单独保护数据线BOM和更小的PCB满足占用空间ESD/Surge/OV规范要求。