USB PD 3.1 EPR将USB-C接口的供电能力提升至最高48V、5A,也就是240W。功率提升后,线缆异常、端口短路、热插拔冲击及电压倒灌带来的风险也随之增加,保护开关因此成为高功率USB-C供电路径中的关键器件。
面向USB-C EPR和数据中心供电场景,AOS推出AOZ13058DI、AOZ15953DI两款55V保护开关,以及AOZ17517QI-01、AOZ17517QI-02两款eFuse产品,为高功率端口和服务器电源路径提供集成化保护。
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高功率USB-C需要更完善的端口保护
USB-C连接器内部引脚排列紧密,VBUS、CC、SBU及高速数据引脚之间距离较小。灰尘、湿气、金属异物或连接器磨损,都可能在相邻引脚之间形成异常导电通路。
在USB PD EPR系统中,VBUS电压最高可达48V,而CC、SBU等信号线路只能承受较低电压。一旦高压VBUS与相邻信号引脚发生短路,可能直接损坏PD控制器、接口芯片及后级电路。
保护开关通常设置在USB-C连接器与系统电源之间,并与USB PD控制器配合工作。PD控制器负责设备识别和功率协商,保护开关则负责电源通路的接通、关断及故障隔离。当系统出现过压、过流、短路或异常倒灌时,保护开关可及时切断供电路径,避免故障进一步传递。
55V保护开关支持USB-C EPR 3.1
针对高功率USB-C应用,AOS推出AOZ13058DI和AOZ15953DI两款55V额定保护开关,可覆盖USB PD 3.1 EPR最高48V的供电需求,并为线路波动及瞬态电压留出一定设计裕量。
两款产品可应用于笔记本电脑、显示器、扩展坞、多端口集线器以及其他高功率USB-C设备,为端口提供电源路径管理和故障保护。
其中AOZ13058DI面向48V受电应用,输入工作电压为3.3V至55V,支持7A连续电流和20A瞬时电流,典型导通电阻仅20mΩ。芯片集成背靠背MOSFET,支持可编程软启动、过压保护、短路保护、过温保护及理想二极管反向电流阻断,可用于高功率笔记本电脑、显示器和扩展坞的USB-C输入路径。
AOZ15953DI则面向Type-C供电侧,支持5V、3.5A输出,并可阻断端口侧最高48V电压。芯片典型导通电阻为35mΩ,支持可编程限流、软启动、短路保护、过温保护及USB PD快速角色交换,可在EPR端口输出5V初始电压的同时,保护内部低压电源免受高压倒灌。
低损耗设计保障大电流传输
在5A工作电流下,保护开关的导通电阻会直接影响系统效率和温升。即使导通电阻仅为20mΩ,也会产生约0.5W的导通损耗。
因此,高功率USB-C保护开关不仅需要满足高耐压要求,还需要兼顾低导通电阻、快速关断和良好的散热能力。对于内部空间有限的笔记本电脑和扩展坞而言,较低的通路损耗可以减少局部温升,降低PCB和散热结构的设计压力。
此外,受电设备输入端通常设有较大容量电容,在接口接通瞬间可能产生较高浪涌电流。保护开关还需要合理控制上电过程,避免浪涌电流触发误保护,造成设备反复启动或无法正常供电。
AOS eFuse面向数据中心高可靠应用
除USB-C端口外,电子保险丝也逐渐应用于服务器和数据中心电源路径。服务器板卡在热插拔过程中可能产生较大的浪涌电流,线路短路、电源波动等异常也可能影响同一机架内的其他设备。
针对这一需求,AOS推出AOZ17517QI-01和AOZ17517QI-02两款eFuse产品,面向数据中心高可靠供电应用。
eFuse将功率MOSFET与检测、控制及保护电路集成,可对供电路径进行主动管理。当板卡出现短路、过流或异常上电时,eFuse能够及时关断通路,降低故障对上游电源及其他板卡的影响。
AOZ17517QI系列提供两种故障处理方式,其中AOZ17517QI-01支持故障后自动重试,AOZ17517QI-02采用锁定关断机制,厂商可根据系统安全策略进行选择。
该系列支持4.5V至20V输入和最高60A电流,典型导通电阻仅0.65mΩ,并集成可编程限流、软启动、短路保护、电流监测及温度监测等功能。
充电头网总结
AOS此次推出的两组产品分别覆盖高功率USB-C和数据中心供电场景。其中,AOZ13058DI、AOZ15953DI采用55V额定设计,可支持Type-C EPR 3.1最高48V供电;AOZ17517QI-01、AOZ17517QI-02则以eFuse形式,为服务器和数据中心设备提供高可靠电源路径保护。
四款产品均体现了高耐压、高集成和主动故障保护的发展方向。通过将功率器件与检测、控制电路集成,AOS可帮助厂商减少外围器件、简化PCB设计,同时提升高功率供电系统的安全性与运行可靠性。


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