Aiwei의 지능형 습기 감지 기술을 통해이 인터페이스는 "위험을 감지" 하고 수동 방수에서 지능형 보호로 보호 기능을 업그레이드합니다.
01 USB Type-C의 대중화에 대한 도전
USB Type-C 인터페이스는 뒤집을 수있는 디자인, 고속 데이터 전송 및 고속 충전 지원 덕분에 노트북, 스마트 폰, 태블릿, TWS 헤드폰, 다른 장치는 전체적으로 유비쿼터스가되었습니다.그러나 동시에 땀, 빗물, 음료 및 응축과 같은 습한 환경에 인터페이스를 노출하면 공통적이지만 중요한 문제가 발생합니다. 물의 침투는 단락, PD와 같은 표준의 부식 및 부식, 프로토콜 핸드 셰이크의 실패로 이어집니다.
고무 개스킷과 같은 기존의 방수 방법은 습기가 장치의 내부 회로로 더 이상 침투하는 것을 방지 할 수 있습니다. 습기가 포트에 유입되었는지 또는 부식이 발생했는지 여부는 감지되지 않습니다. 따라서 지능형 습식 감지 칩은 차세대 TypeC 포트 보호를위한 중요한 솔루션으로 부상했습니다.인터페이스는 습기의 존재를 "감지" 하고 위험이 발생하기 전에 보호 기능을 제공 할 수 있도록 전원 공급 장치를 적극적으로 차단합니다.
02 기술 원칙: 인터페이스를 "호흡"
습기 감지 칩은 포트의 전기적 특성의 실시간 변화를 모니터링하여 습기 또는 액체 침입 여부를 확인합니다. 일부 일반적인 탐지 메커니즘은 다음과 같습니다:
정적 임피던스 감지: 포트 핀의 등가 임피던스를 얻습니다. 습기가 인터페이스에 들어가면 전극 사이의 임피던스가 감소합니다. 이 접근법은 일반적으로 ADC 회로를 사용하여 테스트중인 포트의 정적 등가 임피던스를 샘플링하고 이상 감지를 위해 측정 값을 시스템 레벨로 전달하고 물의 침투를 확인합니다.
동적 용량 성 리액턴스 분석: 포트에서 AC 테스트 신호의 피드백을 활용하여 핀의 용량 성 리액턴스의 변화를 추론합니다. 이 접근법은 테스트 중인 장치의 용량 성 리액턴스 변동을 동적으로 모니터링하여 수분 침투를 식별합니다.
03 AWEI 전자 듀얼 트랙 혁신 솔루션
아날로그 디지털 하이브리드 분야의 선도적 인 전문가 인 AIWEI Electronics는 서로 다른 응용 시나리오에 맞는 증기 감지를위한 두 가지 기술적 접근 방식을 출시했습니다.
PD PHY를 기반으로 한 CC 포트 솔루션
Aiwei의 2 세대 PD PHY 칩은 고객 인터페이스에서 일반적으로 발견되는 두 가지 주요 과제, 즉 DRP 모드에서의 전기 부식 및 물 분사 감지에 대응할 것입니다. 철저히 디자인되었습니다.
포트의 전기 화학적 부식은 스마트 폰, 태블릿 및 랩톱과 같은 DRP (듀얼 롤 파워) 응용 프로그램에서 널리 퍼져있는 문제입니다. 이것은 DRP 포트가 소스 장치 또는 싱크 장치에 연결되어 있는지 여부를 감지해야 합니다. 이는 포트가 토글 모드에서 작동해야 하기 때문입니다.따라서 USB-C 표준에 따라 표에 나열된 유형의 전류가 포트의 CC 단자에 주기적으로 가해지므로이 반복 된 충전 전달은 전기 부식을 일으킬 수 있습니다. 더 많은 수분 침입이 추가되면 부식 속도가 한 단계 빨라집니다.
이러한 배경에서 Aiwei의 AW35615 시리즈 칩은 칩의 정적 전력 소비를 줄이면서 웨이크 모드를 도입합니다. 전환하지 않고 장치 플러그인을 감지 할 수 있습니다. 고객은 칩이 웨이크 모드로 전환되도록 설정할 수 있습니다.외부 장치가 포트에 연결되어 있으면 시스템이 웨이크 모드 인터럽트를 감지 한 다음 토글 모드로 전환하여 삽입 된 장치 유형을 추가로 식별합니다. 구현은 다음과 같이 단순화 될 수 있습니다.
그림 1 웨이크 모드의 개략도
사용자가 칩을 웨이크 모드로 설정하면 내부 메가 옴 클래스 풀업/풀다운 저항이 활성화됩니다. CC 포트 단자는 nA급 전류에서 약 0.9V 로 유지됩니다. 이것은 포트에서 전기 부식의 진행 속도를 상당히 감소시킵니다.그러나 장치가 삽입되거나 습기가 침투하면이 회로가 전압 균형을 잃어 WAKE 인터럽트가 발생합니다. 수증기 감지의 입력 및 토글 상태를 설정합니다.
Aiwei의 PD PHY 시리즈 칩은 특허받은 하드웨어 기반 수분 감지 회로를 통합하고이를 토글 모드 작동에 통합합니다. 기본 원리는 아래 그림에 나와 있습니다.
그림 2 CC PIN 토글 개략도
그림 3 습기침입 후 CC 단자 파형 분석 모델의 개략도
습기 침입 후 기생 로우 패스 필터의 존재로 인해 CC 포트의 전압 레벨의 상승 에지가 크게 느려지는 것이 관찰됩니다. 대상 CC 단자의 출력 전압 레벨 및 해당 레벨에 도달하는 데 필요한 시간과 같은 매개 변수를 설정하여 습기 침입 감지의 감도를 유연하게 조정할 수 있습니다.일반적인 응용 프로그램의 블록 다이어그램이 아래에 나와 있습니다.
그림 4: AW35615 의 일반적인 응용 블록 다이어그램
주요 매개변수는 다음과 같습니다:
PD 컨트롤러 애플리케이션용 CC핀 ESD 보호 및 습기감지 칩
PD 컨트롤러를 포트 프로토콜 솔루션으로 사용하는 랩톱과 같은 시나리오에서 Aiwei는 우수한 ESD 및 서지 보호 기능을 제공하며 AW35613 시리즈를 통합 체액 감지 기능으로 출시했습니다.또한 장기간에 걸쳐 토글 상태로 남아있는 포트로 인한 전기 부식 문제를 해결합니다. 기본 원칙은 다음과 같이 단순화됩니다.
그림 5 AW35613 의 수증기 검출 원리의 개략도
포트가 DRP 모드로 설정되면 AW35613 은 PD 컨트롤러 측의 CC 포트 전압을 지속적으로 모니터링하고 MPASS 트랜지스터를 끕니다. 그 후, 약 2μA 의 내부 전류 미러 전류 소스를 포트의 CC 단자에 적용하여 장치의 삽입 이벤트를 검출한다.동시에, 이것은 토글 상태에서 터미널의 전기 부식 속도를 크게 감소시킵니다. 포트 전압이 변경되면 칩 내부의 모니터 논리 회로는 내장 타이밍 논리를 사용하여 CC 포트의 동등한 교류 저항 및 커패시턴스 리액턴스를 감지합니다. 일반 장비를 삽입할지 수증기를 넣을지 결정한 후 후속 프로토콜 통신을 위해 MPASS를 열거 나 NFLT 명령을 발행할지 여부를 선택하십시오.물 침입 사고를 시스템에 알리십시오.
그림 6: AW35613 의 일반적인 응용 블록 다이어그램
주요 매개 변수는 다음과 같습니다.
04 시스템 설계 및 최적화의 요점
시스템 레벨 설계에서 습기 감지 칩은 일반적으로 AP 컨트롤러, PD 컨트롤러, OVP 칩 및 MOSFET와 같은 구성 요소와 함께 작동합니다. Aiwei는 디자인 단계에서 다음 핵심 사항에 중점을 둘 것을 권장합니다.
1. 감지를 위한 핀 선택: 포트 핀의 레이아웃을 기반으로 VBUS에 가장 가까운 CC 핀의 우선 순위를 지정합니다.
2. 감도 조정: 습도가 높은 환경에서 잘못된 트리거가 발생하지 않도록하십시오.
3. 보호 체인 폐쇄 루프: 감지-전원 차단-복구 순서는 완전하고 신뢰할 수 있어야합니다.
4. 저전력 제어: 대기 전류는 μA 수준에서 조정되어 배터리 수명을 연장합니다.
검사 결과는 외관을 변경하지 않고 습한 환경에서 USB Type-C 인터페이스의 신뢰성과 서비스 수명을 크게 향상 시켰음을 확인했습니다.
선도적 인 아날로그 디지털 하이브리드 IC 제공 업체 인 Aiwei Electronics 는 연구 개발을 심화시키고 포트 보호 및 프로토콜 칩을 반복하여 스마트 터미널에 대한보다 스마트하고 안정적인 지원을 제공합니다.
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