ZHCSYG9 June 2025 TPD4S201-Q1
PRODUCTION DATA
TPD4S201-Q1 為 USB Type-C 連接器的 CC1、CC2、SBU1 和 SBU2 引腳（或 CC1、CC2、DP 和 DM 引腳）提供 4 通道 VBUS 短路過壓保護。TPD4S201-Q1 能夠在 C_CC1、C_CC2、C_SBU1 和 C_SBU2 引腳上耐受 28VDC 的電壓。這一級別的保護十分重要，因為根據 USB PD 規范，當 VBUS 設定為 20V 運行時，VBUS 電壓允許在電壓轉換期間從不同 USB PD VBUS 電壓合法升高至 21V 和 21.2V。TPD4S201-Q1 設計時考慮了高達 28VBUS 耐受能力，在此 21.2V 規范之上提供了足夠的裕度，從而能夠支持短路事件期間可能發生的電感振鈴。
當發生 VBUS 短路事件時，由于熱插拔事件中的 RLC 元件，會產生振鈴現象。如果 RLC 電路中的電阻較低，則連接器上會出現高達兩倍穩定電壓的振鈴電壓。如果線路上的任何電容器在 VBUS 短路事件期間電容值下降，則振鈴電壓會超過直流電平的兩倍。這意味著在 VBUS 短路事件期間，USB Type-C 引腳上可能出現超過 38V 的電壓。TPD4S201-Q1 內置了電路保護功能來處理這種振鈴現象。用于 IEC ESD 保護的二極管鉗位也會在 VBUS 短路事件期間鉗制振鈴電壓，從而將峰值振鈴限制在約 28V。此外，TPD4S201-Q1 內部集成的過壓保護 FET 可耐受 28V 電壓，因此能夠承受 VBUS 短路事件期間出現的高壓振鈴波形。由于具有精心設計的電壓鉗位和 28V 耐壓 OVP FET 組合，TPD4S201-Q1 可處理熱插拔電壓高達 21.5VDC 的 VBUS 短路熱插拔事件。
TPD4S201-Q1 具有典型值為 70ns 的超短關斷時間。此外，TPD4S201-Q1 系統側（CC1、CC2、SBU1、SBU2）引腳的 OVP FET 之后增加了額外的電壓鉗位，以便在 OVP FET 關斷的 70ns 間隔內，進一步限制 USB Type-C CC/PD 控制器所承受的電壓和電流。連接器側電壓鉗位、具有超快關斷時間的 OVP FET 和系統側電壓鉗位相結合，確保 VBUS 短路事件期間 CC1、CC2、SBU1 或 SBU2 引腳上的應力水平不超過 HBM 事件。
SBU OVP FET 設計為能夠選擇保護 DP、DM (USB2.0) 引腳，而不是保護 SBU 引腳。由于連接器中可能存在濕氣/水而導致 VBUS 引腳短接至 DP、DM 引腳，因此一些系統設計人員也傾向于保護 DP 和 DM 引腳免受 VBUS 短路事件的影響。這種保護適用于終端設備配備 USB Type-C 連接器并試圖實現防水的情況。如果要保護 USB Type-C 連接器上的 DP 和 DM 引腳免受 VBUS 短路事件的影響，請將 C_SBUx 引腳連接到 USB Type-C 連接器上的 DP、DM 引腳，并將 SBUx 引腳連接到系統器件受 VBUS 短路事件保護的 USB2.0 引腳。