PTC在USB端口保护的应用.doc

1、PTC 在 USB 端口保护的应用一、基本介绍PTC 是英文 Positive Temperature Coefficient 的字头缩写，意思是正的温度系数，泛指正温度系的半导体料或元器件。通常我们提到的 PTC 是指正温度系数的热敏电阻；与 PTC 相对应的是 Negative Temperature Coefficient，负温度系数的热敏电阻，又叫 NTC，它的特性与 PTC 正好相反，即超过一定的温度时, 它的电阻值会随着温度的升高呈阶跃性的迅速下降。 PTC 热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，当低于居里温度时, 它的电阻值将不随着温度的升高而发生明显的变化；一旦超过居里

2、温度时, 它的电阻值将随着温度的升高呈阶跃性的迅速增高. 其电阻值的变化相对于温度的变化不成正比，是非线性关系，又称为非线性热敏电阻，我们利用 PTC 的这个特性，可以研制并生产出不同使用条件下的过流保护器件。二、PTC 热敏电阻的发展 ： 1950 年荷兰 PHLIPS 公司的海曼等人,在做半导体实验时,发现这种电阻率具有很高的正温度系数,存在很强的 PTC 效应, 于是探索这种现象的机理和应用，很快成为引人瞩目的研究课题.几十年来, 在世界众多科学工作者的努力下,在许多方面取得了重大突破.不仅理论日臻成熟, 其应用范围也在不断扩大. 随着研发和设计工程师对 PTC 热敏电阻的了解越来越深刻

3、,许多新用途不断被开发出来。 三、PTC 的种类：PTC 发展到目前为止，有两种类型：、PPTC 类：高分子类正温度系数热敏电阻。、CPTC 类：陶瓷类正温度系数的热敏电阻。 四、PPTC 是什么意思？PPTC 是 Polymer Positive Temperature Coefficient 的缩写，是高分子（聚合物）正温度系数热敏电阻，简称高分子 PTC，或叫作 Poly Switch （高分子开关）元件，因它在高阻状态和低阻状态之间可变（自动复位） ，而常用作过电流、超温度的电流限制。所以是电路中较为理想的过流保护元件，通常叫作过流保护器或自恢复保险丝、自复保险丝、自复过流保护器等。万

4、瑞和公司专业生产的“万和”牌自复位过流保护器（WH）系列产品，就是 PPTC，目前，已广泛应用于国际国内的下列产品之中：家电产品、通讯产品、影音设备、电动玩具、电动工具、各种电源、充电机、各种灯具、计算机及外设、汽车电器、美容美发器产品、医疗设备、安防产品、工业自动化控制设备等领域，目前已成为该行业的主流供应商。深圳市万瑞和电子有限公司，是一家专业生产自复位过流保护器的高新科技企业。公司拥有先进的仪器设备及全电脑监控的自动生产线；不仅通过了ISO9001：2000 质量体系认证、ISO14001：2004 环境体系认证及UL、TUV、 CQC 等多项安规认证；而且所有产品均符合欧盟的 RoHS

5、 指令要求和中国信息产业部的 SJ/11363-2006 标准。 五、USB 规范USB（Universal Serial Bus）规范（译作：通用串行总线）是由 Compaq、Digital Equipment、Intel、Microsoft 、 IBM、NEC 及 Northern Telecom 等 7 家公司 1994 年 1 月提出，1996 年推出 USB1.0，传输速率 1.5Mbps，USB1.1，传输速率 12Mbps；2000 年 4 月由 Compaq、HP、 Intel、Lucent、Micrsoft、NEC、Philips 正式对外发布USB 2.0,它兼容所有 US

6、B 1.0 外部设备及电缆线等，传输速率达 480Mbps ，电气参数5V，500mA。USB 2.0 凭借优异的综合性能、支持热插拔即插即用的特点，在业界巨头的鼎力支持下，已完全成为了 PC 不可缺少的标准配置，众多电脑外设，例如：打印机、数码相机、DV 等，纷纷支持 USB 规范。但 USB 2.0 的传输速率只有 480Mbps，可向外设提供的功率只有 2.5 瓦特（5V500mA） ，在传输大容量的高清图片信息时，例如高清影视作品，速率明显不够，且输出功率偏小，对有较大功率的外设，例如工作功率大于 2.5 瓦特的音响，不能支持。因此，2008 年 11 月，在 Intel、HP、微软、

7、NEC、TI、ST-NXP 等公司的大力倡导下，联合推出了 USB3.0 规范，它兼容 USB2.0，传输速率可达 5G bps，考虑到需要处理同步信号，实际速率比 USB 2.0 快 8.3 倍；电气参数为 5V，工作电流高达 900mA，外形为与USB2.0 区别，为蓝色插座。六、存在问题及解决办法我们知道，支持 USB 端口的外设，用户在与主机相连时，最大的方便之处就是支持热插拔，即插即用；但正因为如此，用户若使用不当时，极其容易造成主机的 USB Host 端的瞬间电流增大，增加了电脑主板的南桥烧毁的风险；在 USB 2.0 时代，因为端口的工作电流只有 500mA，传输速率也只有 4

8、80Mbps，情况还不是很严重，USB2.0 的端口是否需要设计过流保护措施，在正式发布的规范中，并没有特别的指出。众多主机厂商，仅仅在几款高档机型上，设计了保护措施。但是，时间来到了 USB3.0 时代， ，前面已经介绍，由于传输速率可达 5G bps，端口的工作电流高达 900mA，热插拔带来的隐患急剧增大，若没有设计保护措施，极易烧毁主机板上处理高速数据存取的南桥芯片，因此在 USB3.0 的规范的 11.4.1.1.1 Over-Current Protection 一节，专门提出，主机端一定要有可恢复的过流保护的措施，请看附图：目前市面上，虽然支持 USB3.0 规范的电脑主板还不是主流，但主板的一线厂商，例如：技嘉、华硕、微星等，早在 1 年前已纷纷推出各自支持 USB3.0 规范的产品，相信在不久的将来，支持 USB3.0 规范的主板，将会成为大众的标准配置。七、USB 端口保护常用型号规格针对 USB 规范的端口保护，万瑞和公司专门推出了系列贴片类 PTC，封装为0805/1206/1812/2920，但推荐常用的型号为：1、USB2.0 端口的保护1206-075, 1206-110,1812-075,1812-1102、USB3.0 端口的保护1206-150,1812-150,1812-260 全文完