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#汽車電子 #電源管理 #車載資訊娛樂系統 #USB電池短路保護

【善用設計工具，給予車載 USB 電池全方位保護】

USB 介面一直是車載資訊娛樂系統架構的基本要素，製造商針對這種以消費者為中心的介面有更嚴格的保護機制需求。其中需要防範的包括在組裝、製造或維修過程中的防止汽車電池發生短路。例如，當連結汽車音響主機至不同連接模組的長線天線受損，會讓主要汽車電池所有的針腳短路至 12V。其它潛在的故障機制包括使用不合規的轉接器、電纜或充電器；USB 連接器或電纜的機械扭曲；或任何掉進連接器，並將資料線短接到 VBUS 的碎屑。

在為 USB 電池短路保護機制進行設計時，需牢記三個面向：
1. 保護機制解決方案的頻寬：「訊號完整性」是設計工程師在車用 USB 應用中最大挑戰之一。USB 2.0 支援高達 480 Mbps 的資料傳輸速率，電線內任何多出的少量電容都會扭曲訊號，造成資料傳輸失敗。設計師必須尋找能保持最佳訊號完整性，並防止敏感的電子產品受到高電壓和電流尖波影響的解決之道。透過眼圖來分析線路電容對頻寬的影響，測量最小和最大電壓電平及抖動，能找出 USB 資料線傳輸中的任何問題。
2. 鉗位電壓和回應時間的行為：確保鉗位電壓低到足以保護下游電路免於任何電池短路或靜電放電 (ESD) 事件，並應設計能快速關閉過電壓的場效電晶體 (FET)，以保護上游系統單晶片 (SoC) 免受有害電壓和電流尖峰影響。
3. 過電流和接地短路的特性：選擇不良的過電流保護電路將拖延產品上市的時間。發生過電流期間，流經系統側的大量電流量可能導致上游 5V 軌電壓的起伏或斷電，並可能降低或重置多個連接到共用導軌的積體電路 (IC)。在短對地的情形下，過電流保護裝置的目的在於限制 USB 埠可汲取的電流量。此外，USB 2.0 規範要求在任何 USB 供電設計中使用過電流保護裝置。

妥善考慮上述關鍵，能讓 OEM 廠商的安裝啟用更容易，並縮短產品上市時間；而藉由供應商所提供的線上設計資源及查詢工具，可協助設計者迅速找出符合需求的電源／類比元件，方框圖、測試資料和設計文檔一應俱全，並可即時試算、產出設計架構原型，是提升設計效率之得力幫手：http://compotechasia.com/microsite/TI

延伸閱讀：
《防止車用USB 電路電池短路故障—第1 部分》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2017/0220/34699.html
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