USB电路保护-防护方案中PPTC的应用

jksemi

在USB产品中需具备限制电流功能、电源开关功能，或同时提供这两种功能。在需具备电流限制功能时，必须符合UL60950规格，即在短路或其他故障的情况下，电流输出必须在60秒内限制在低于5A的强度。USB技术规格还定义了容许电压输出的标准以及对于系统中总电压降的限制。

自恢复保险丝PPTC介绍

自恢复保险丝是一种过流电子保护元件，采用高分子有机聚合物在高压、高温，硫化反应的条件下，搀加导电粒子材料后，经过特殊的工艺加工而成。自恢复保险丝（PPTC：高分子自恢复保险丝）是一种正温度系数聚合物热敏电阻，作过流保护用，可代替电流保险丝。

传统保险丝过流保护，仅能保护一次，烧断了需更换，而自恢复保险丝具有过流过热保护，自动恢复双重功能。在习惯上把 PPTC(PolyerPositiveTemperature Coefficent)也叫自恢复保险丝。其效果与开关元件类似，只是响应速度较慢。

自恢复保险丝PPTC组件可应用于USB主机和USB自供电集线器。 这种自复位限流元件与USB组件的输出功率串联。 它可以在发生故障时将电流限制，这种特性有助于防止电路损坏，同时系统不会出现明显的电压降。 而且多端口保护，即使当有一个端口已经短路的情况下，USB会继续运行，其余的部分可以继续发挥其功能。

自恢复保险丝PPTC在USB防护中的动作原理

PPTC可恢复保险丝的动作原理是一种能量的动态平衡，流过PPTC元件的电流由于PPTC的关系产生热量，产生的热全部或部分散发到环境中，而没有散发出去的热便会提高PPTC元件的温度。

正常工作时的温度较低，产生的热和散发的热达到平衡。PPTC元件处于低阻状态， PPTC不动作，当流过PPTC元件的电流增加或环境温度升高，但如果达到产生的热和散发的热的平衡时，PPTC仍不动作。当电流或环境温度再提高时， PPTC会达到较高的温度。若此时电流或环境温度继续再增加，产生的热量会大于散发出去的热量，使得PPTC元件温度骤增，在此阶段，很小的温度变化会造成阻值的大幅提高，这时PPTC元件处于高阻保护状态。当故障排除之后，PPTC元件很快冷却并将回复到原来的低电阻状态，这样又象一只新的PPTC元件一样可以重新工作了。

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