最新USB 3.0協議（或“SuperSpeed USB”）被(bei)開(kai)發(fa)用(yong)於(yu)提(ti)供(gong)更(geng)高(gao)的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)速(su)率(lv)，並(bing)通(tong)過(guo)支(zhi)持(chi)每(mei)個(ge)端(duan)口(kou)上(shang)的(de)更(geng)高(gao)電(dian)流(liu)水(shui)平(ping)提(ti)高(gao)供(gong)電(dian)能(neng)力(li)。它(ta)包(bao)含(han)新(xin)的(de)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)功(gong)能(neng)，以(yi)及(ji)可(ke)向(xiang)後(hou)兼(jian)容(rong)USB 2.0設備的新電纜和連接器。最顯著的變化是，4條附加的銅數據線被平行地增加到現有的USB 2.0總線中（如圖1所示）。這些附加的銅數據線被用來傳輸超高速數據，但也會傳輸ESD（靜電放電）和其它有害的瞬態電壓。

圖1：修訂後的USB 3.0協議增加了一條雙單工數據通道

USB 3.0的過流保護

USB 3.0通過兩個部件提供電源：一個標準的主機（A型連接器）以及一種新型供電設備（Powered-B連接器）。最新SuperSpeed規範提高了可供給USB設備的電流總量（從0.5A提高到0.9A）。新的Powered-B連接器允許一個USB設備以高達1.0A的電流給另一設備充電。由於過流狀態會影響電源總線
，所有的電源（如主機、集線器和Powered-B設備）都必須提供過流保護。過流保護也是UL60950標準所要求的。

與USB 2.0類似
，所有類型的USB 3.0主機必須提供電源。USB 3.0的單個單元負載重定義為150mA，比USB 2.0的100mA略有增加。現在，一個USB 3.0主機必須能夠每端口支持多達6個單元（900mA）。此外，USB 3.0集線器可能不再需要總線供電了。所有USB 3.0集線器現在必須每個端口都能夠支持900mA的電流。

此外，支持USB充電和USB 3.0的係統需要能承受更高電流的過流保護器件。USB充電器規範采用與USB 2.0相同的引腳配置，但允許更高的電流（每端口高達1.5A）。

最後，USB 3.0定義了一種新的Powered-B連接器
，其主要的好處是更好的便攜性。Powered-B連接器允許去除USB電纜和額外的電源。使用Powered-B連接器的USB設備現在可為另一USB設備供電。通過提供兩個額外的接插口，新的連接器可使一個電源（帶有Powered-B連接器插座）能向另一設備（帶B型供電連接器插頭）提供高達1000mA的電流。例如，一台打印機可給一台無線適配器供電，從而無需一條有線USB連接。

在所有這些應用中，高分子聚合物正溫度係數器件（PPTC）為USB過流保護提供了最具性價比的解決方案。PPTC器件可用於USB 3.0主機應用
、USB 3.0集線器應用
、USB充電器應用，以及USB 3.0 Powered-B連接器應用中的電流限流保護。在USB電源的VBUS端口安裝的PPTC PolySwitch器件可在短路時限流

，防止因下遊電路突然短路造成的過流損壞，並有助於實現UL60950標準。

USB電源端口上的過壓保護

盡管USB定義了電源總線，但這並沒有消除與過壓相關的風險。過壓事件可由一係列失效條件導致，包括用戶錯誤、穩壓很差的第三方電源
、熱拔出事件和電感瞬變等。接口和充電係統也會產生負電壓，這會導致未受保護的外部設備受損。盡管USB 2.0 電源的標稱誤差為5V±5%，但許多采用USB 2.0接口的大規模係統仍被設計成可承受16V甚至28V電壓（連續）。

由於USB 3.0提高了正常工作電流及其上限，因此
，針對傳統0.5A 端口設計的過壓保護器件可能就不太適合用於保護新的每端口0.9A的USB 3.0接口。當一個0.9Azhujibachushi

，gaoyaganyingjianfengjiuhuichansheng，takenenghuisunhuaizongxianshangdeqitashebei。yigeshejilianghaodezongxianjiangnengxishouzhexiejianfengdianya
，congerbaohushebeimianshoujianfengdianyadesunhai。

泰科電子的內部測試顯示，熱插拔引起的瞬態電壓盡管非常短暫，但電壓值可超過16～24V。內部測試還發現，開路電壓大幅超過USB規範要求（5V±5%）的第三方充電器
，可能對敏感的電子設備構成威脅。將過壓保護器件（如PolyZen聚合物保護齊納二極管器件）放置在所有USB供電設備的電源輸入端（特別是在VBUS端口），有助於保護設備免遭過壓事件造成的損壞。

對於USB 3.0設備，PolyZen器件可安裝在USB輸入端口的VBUS上
、Powered-B插頭的DPWR端口、桶形插座電源端口、以及USB集線器的VBUS輸入端。

必須注意，USB 3.0不再支持總線供電集線器而僅支持自供電集線器。在USB 3.0yingyongzhong

，xuyaoyigedianyuanlaiweijixianqidesuoyouduankougongdian。ruguozaijixianqideshuruduanshiyongyigezhiliudianyuanlianjieqi
，namejiubixuanzhuangyigedianlubaohuqijianlaibaohujixianqimianshouguoyashijiandesunhai，ruweiwenliuhuocuowudianyuan、反向電壓和瞬態電壓。

圖2顯示了如何在VBUS上安裝PolyZen器件以及在一個典型USB電路上安裝6個低電容值PESD器件
，才能幫助提供綜合過壓保護方案。

圖2：綜合的設備側過壓保護解決方案

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USB 3.0的ESD保護

瞬態過壓經常是由ESD引起的

，它可能會出現在電源總線和數據線上。盡管現代IC可對抗高達2000V的高壓，但人體很容易產生出高達25000V的靜電。在I/O端口保護應用中
，數據線上的ESD器件必須具備以下特性：快速箝位、快速恢複響應和極低電容值。

現有的USB 2.0協議允許高達480Mbps的數據傳輸速率
，並支持即插即用
、熱插拔安裝和運行。與之相比，USB 3.0規範允許高達5Gbps的數據傳輸速率
，並向後支持較低的USB 2.0規範。

USB 3.0增加了4個接到連接器的新引腳
，以支持新的SuperSpeed接口：USB3_TX（差分對）和USB3_RX（差分對）。USB 3.0的SuperSpeed接口與USB 2.0相比，要求更低電容值的ESD保護器件。增加極低電容值的PESD器件可以幫助最小化插入損耗，以滿足USB 3.0的眼圖要求。憑借0.2pF的典型電容值和大於6GHz的平坦插損區域，PESD器件能夠支持USB 3.0應用的要求
，並處理大量ESD瞬態電壓衝擊。

與大多數傳統的MLV（多層變阻器）或TVS（瞬態電壓抑製器）二極管技術相比
，PESD器件可提供更低的電容值，而且其低觸發和低箝位電壓也有助於保護敏感的電子元件。PESD器件適用於USB 2.0高速D+和D-信號線以及USB 3.0 SuperSpeed信號線的ESD保護。在電路保護方案中增加PESD器件可提升保護級別，從而滿足IEC61000-4-2規範要求。該規範規定接觸模式的ESD測試標準是8kV（典型）/15kV（最大），空氣放電模式的ESD測試標準是15kV（典型）/25kV（最大） 。

圖3：一個綜合的USB 3.0電路保護方案

綜合電路保護方案

在USB應用中
，一個綜合保護方案可用來增強對高電流、高電壓和ESD瞬態電壓衝擊的保護。圖3和4顯示了適用於USB 3.0和Powered-B連接器設計的電路保護器件。

圖4：針對USB 3.0應用中最新Powered-B連接器的綜合電路保護方案

器件推薦

PPTC過流保護器件可幫助設計師滿足USB 3.0規範的新的大電流要求，並提供一種簡單的、節省空間的限流解決方案。PESD器件可提供高速數據傳輸應用所需的低電容值（典型值0.2pF）
，並可提供目前電子工業最流行的外形尺寸。PolyZen器件既可為設計師提供傳統箝位二極管的簡單性，又消除了持續過壓所需的大型散熱片。該器件可保護設備免受因使用不正確的電源、瞬態電壓和其它因用戶錯誤而引起的損害。