최신 전자 장치에서 USB Type-C 인터페이스는 높은 대역폭, 고전력 기능 및 뒤집을 수있는 삽입 지원으로 인해 가장 널리 채택 된 표준이되었습니다. 그러나 장치가 점차 소형화되고 충전 전력 및 기능이 다양화됨에 따라 인터페이스 안정성은 더욱 큰 문제에 직면하게 됩니다. 특히 Type-C 포트는 일상 생활에서 습기가 많거나 온도가 높은 환경에 노출되는 경우가 많습니다.커넥터에 습기 또는 가정용 물이 유입되면 충전 불안정성에서 장치 단락 및 구성 요소 고장에 이르기까지 다양한 문제가 발생할 수 있습니다. 수분 유입을 효과적으로 감지하고 방지하는 방법은 USB Type-C 인터페이스의 안정성을 향상시키는 데 중요한 문제가 되었습니다. 본 문서에서는 USB Type-C 인터페이스의 습기 감지 기술에 대해 설명합니다.작동 원리, 구현 방법 및 A-Way의 해당 제품을 분석합니다.
이 문제를 해결하기 위해 USB Type-C 2.4 사양은 LPD (액체 존재 감지) 개념을 소개합니다. 인터페이스에 기생 할 수있는 추가 누출 경로를 감지하고 완화하여 연결된 장치의 안정성과 안전성을 보장하는 것을 목표로합니다. 일반적으로 몇 가지 구현 방법이 있습니다.
전압/전류 모니터링
LPD 시스템에서 전압 및 전류 변화는 데이터 전송 라인을 따라뿐만 아니라 인터페이스의 전원 및 접지 핀 사이에서 지속적으로 모니터링됩니다. 비정상적인 전류 흐름 또는 전압 편차가 발생하면 습기 유입으로 인한 등가 누설 경로가 있음을 나타낼 수 있습니다.
임피던스 및 반응 분석
전압 및 전류 모니터링 외에도 LPD 기술은 임피던스 분석을 통해 인터페이스의 전기적 상태를 평가할 수 있습니다. 커넥터 내부로의 습기 또는 물 침투는 특정 전기 경로의 임피던스 및 리액턴스를 변경할 수 있으며 LPD는 정확한 임피던스 측정을 통해 이러한 변화를 감지 할 수 있습니다.
아래 그림은 수증기 유입의 전형적인 등가 회로도를 보여줍니다.
그림 1 Type-C 포트에서의 수증기 유입의 등가 회로도
해당 VBUS 및 CC 핀 파형은 아래와 같습니다.
그림 2 C형 좌현 수증기 유입 파형 측정
이 파형을 기반으로 LPD 메커니즘을 분석하고 설계하였다.
1. CC가 토글 모드일 때 CC 핀 전압은 0 과 VDD 사이에서 계속 번갈아 나타납니다. CC 경로에 습기가 있으면 약간의 단락이 발생할 수 있습니다. 이 경우 CC의 내부 저항은 마이크로 쇼트의 저항과 VBUS 라인의 커패시턴스와 함께 RC 로우 패스 필터를 형성합니다.필터링은 CC의 상승 및 하강하는 가장자리에서 고주파 구성 요소를 억제하여 CC 터미널에서 파형을 매끄럽게 합니다.
2. 비레벨 기반 활성 반전 중에 전압이 중간 수준이면 CC 토글 인터럽트를 트리거합니다.
3. 이를 기반으로 타이머를 사용하여 고정 된 시간 간격 (예: 2 초) 내에서 인터럽트가 발생하는지 여부를 모니터링 할 수 있습니다. 인터럽트가 도착하면 카운터가 1 씩 증가하고, 그렇지 않으면 0 으로 재설정됩니다. 카운터가 50 으로 증가하면 습기 관련 경고가 트리거됩니다. 이때 CC 포트는 순수한 SNK 포트로 구성됩니다.그리고 습기 발생 이벤트를 AP 측에 보고하십시오.
4. AP 측에서는 CC 포트에서 DRP 기능을 재시작할 수 있습니다.
이것은 또한 Aiwei의 1 세대 PD PHY 인 AW35615CSR 에 의해 채택 된 LPD 검출 체계입니다. 이 칩은 거의 100 백만 단위의 누적 출하량을 달성했으며 뛰어난 성능 덕분에 MTK, Spreadtrum, ASR 및 기타 여러 주요 회사의 공식 참조 설계에 통합되었습니다.
이러한 토대를 바탕으로 Aiwei는 지속적으로 더 높은 LPD 검출 정확도와 감도를 추구했으며 특허받은 하드웨어 수분 감지 회로를 통합하는 2 세대 PD PHY 솔루션을 출시했습니다. 기본 원리는 아래 그림에 나타나 있습니다:
보시다시피, 수분 유입 후 기생 로우 패스 필터가 있으면 CC 포트 전압의 상승 에지가 예외적으로 느려집니다. 대상 CC 포트 전압 레벨 및 해당 레벨에 도달하는 데 필요한 시간과 같은 매개 변수를 구성하면 수분 침투 감지의 민감도를 유연하게 조정할 수 있습니다. 이 기술을 기반으로 한 AiWe의 2 세대 PD PHY 제품인 AW35615PFCR 의 일반적인 응용 프로그램 다이어그램은 다음과 같습니다.
그림 5: AW35615PFCR 의 일반적인 응용 블록 다이어그램
주요 매개변수는 다음과 같습니다:
위에 제시된 LPD 기술에 대한 자세한 설명을 통해 독자는 이제 운영 원칙, 구현 방법 및 시스템 안정성 보장에 중요한 역할을 철저히 이해했다고 믿습니다. Aiwei는 관련 분야에서 심층적 인 기술 전문 지식을 활용하여 포트 보호 및 프로토콜 기반 솔루션의 포괄적이고 전문적인 포트폴리오를 꼼꼼하게 만들었습니다.다양한 응용 시나리오의 다양한 적응 요구 사항을 완벽하게 충족시킬 수 있습니다. 더 자세히 알고 싶으시면 언제든지 저희에게 전화 주십시오.
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