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

在電子設備的設計中，USB Type - C接口的應用越來越廣泛，而CC引腳的過壓保護則成為了保障設備穩定運行的關鍵環節。今天，我們就來深入了解一下Maxim Integrated推出的MAX20323系列USB Type - C CC引腳過壓保護器。

文件下載：MAX20323F.pdf

產品概述

MAX20323系列包含MAX20323、MAX20323A、MAX20323B、MAX20323C、MAX20323D、MAX20323E和MAX20323F等型號。這些過壓保護器具備內部過壓閾值和浪涌保護功能，能夠在過壓情況發生時及時關閉開關，防止USB Type - C CC/SBU引腳受到損壞。

該系列產品采用12凸點（0.4mm間距，1.7mm x 1.32mm）WLP封裝，工作溫度范圍為 - 40°C至 + 85°C，適用于智能手機、平板電腦、工業PC等多種設備。

產品特性

靈活的系統設計

• 寬工作電源電壓范圍：2.5V至5.5V的工作電壓范圍，為不同的應用場景提供了更大的靈活性。
• 低導通電阻開關：每個通道集成了典型值為270mΩ的開關，具備1A的連續電流能力，能夠有效降低功耗。
• 低電源電流：當CC輸入處于過壓閾值以下時，典型電源電流僅為20μA，有助于延長設備的電池續航時間。
• 精確的上拉電流：除MAX20323A/F外，當CC輸入超過過壓閾值時，能夠提供精確的上拉電流至CC輸出，確保信號的穩定傳輸。

可靠的保護

• 精確的過壓鎖定閾值：過壓鎖定（OVLO）閾值為5.75V±0.2V，能夠準確地檢測過壓情況。
• 浪涌抗擾能力：不同型號的產品具備不同的浪涌抗擾能力，如MAX20323/A/B/C/E/F可承受±90V的浪涌，MAX20323D在無VENCC時可承受±80V，有有效VENCC時可承受±60V。
• 超快速關斷：典型響應時間為100ns，能夠在瞬間切斷過壓通道，保護設備安全。
• 熱關斷保護：當結溫超過135°C（典型值）時，開關會自動關閉，當溫度下降約20°C后，開關重新開啟，避免設備因過熱而損壞。

節省空間

采用12凸點的WLP封裝，尺寸僅為1.7mm x 1.32mm，非常適合對空間要求較高的應用。

電氣特性

電源操作

• 工作電壓：VENCC的工作電壓范圍為2.5V至5.5V。
• 電源電流：在不同的CC輸入電壓下，電源電流有所不同。例如，當VCC1_I = VCC2_I = 0V時，典型電源電流為20μA；當VCC1_I = VCC2_I = 9V時，不同型號的電源電流也有所差異。
• 上電復位：VENCC上升和下降時，上電復位（POR）的閾值為2.1V至2.5V，滯后為23mV。

CC輸入至CC輸出

• 內部過壓鎖定和切換閾值：OVLO閾值在CC輸入上升時為5.55V至5.95V，下降時為5.5V，滯后為50mV。
• 電流源：不同型號的產品在過壓情況下提供不同的上拉電流，如MAX20323/MAX20323C/MAX20323D為180μA，MAX20323B/MAX20323E為80μA。
• 輸出電壓鉗位：除MAX20323A/F外，過壓時輸出電壓鉗位典型值為5.75V，能夠防止輸出電壓超過絕對最大額定值。

時序特性

• 開關導通時間：當CC輸入下降到OVLO以下時，開關導通時間典型值為90μs。
• 開關關斷時間：當CC輸入以1V/10ns上升超過OVLO時，開關關斷時間典型值為0.1μs。
• 電流源導通和關斷時間：電流源導通時間典型值為150μs，關斷時間典型值為2μs。

熱保護和ESD保護

• 熱關斷：熱關斷溫度典型值為135°C，滯后為20°C。
• ESD保護：CC1_I、CC2_I引腳能夠承受±20kV（人體模型）、±15kV（氣隙放電）和±8kV（接觸放電）的ESD沖擊，其他引腳能夠承受±2kV的ESD沖擊。

詳細工作原理

開關操作

MAX20323系列的兩個通道開關在輸入低于過壓閾值時導通，當某一通道的輸入超過過壓閾值時，對應的開關關閉，并由輸入提供精確的上拉電流至輸出（CC1_O/CC2_O），但MAX20323A/F除外。

過壓鎖定

當CC1_I/CC2_I低于過壓閾值（VOVLO_R）時，對應到CC1_O/CC2_O的開關開啟；當超過過壓閾值時，開關關閉，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VENCC低于上電復位閾值時，CC1_I和CC2_I上的鉗位電阻RD啟用，但MAX20323F沒有此功能。當輸入電壓超過2.18V時，RD的等效電阻為5.1kΩ（典型值）；當VENCC高于上電復位閾值時，RD禁用。

應用信息

浪涌保護

不同型號的產品在浪涌保護方面表現不同，設計時需要根據實際應用場景選擇合適的型號。例如，對于對浪涌要求較高的工業應用，可選擇MAX20323C/MAX20323E/MAX20323F等型號。

ESD保護

ESD保護結構集成在所有引腳上，能夠有效保護設備免受靜電放電的影響。在實際應用中，還需要考慮ESD測試條件和不同測試模型的差異。

選型指南

在選擇MAX20323系列產品時，需要考慮以下因素：

• DC CC輸入絕對最大值：根據實際應用中的輸入電壓范圍，選擇合適的DC CC輸入絕對最大值的型號。
• 上拉電流：如果需要精確的上拉電流功能，需要選擇具備該功能的型號，但要注意MAX20323A/F沒有上拉電流功能。
• 溫度范圍：該系列產品的工作溫度范圍為 - 40°C至 + 85°C，能夠滿足大多數應用的需求。

總結

MAX20323系列USB Type - C CC引腳過壓保護器以其靈活的系統設計、可靠的保護性能和節省空間的封裝，為USB Type - C接口的過壓保護提供了優秀的解決方案。在實際設計中，電子工程師可以根據具體的應用需求，選擇合適的型號，確保設備的穩定運行。大家在使用過程中有沒有遇到過類似過壓保護的難題呢？歡迎在評論區分享你的經驗和想法。