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September, 2017 − Rev. 2
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AN-5086/D
USBType-C、CCピン 設計の項
USB 規格に非準拠の電プロトコルや障 ケースをサポートするシステムにおける、
Type−C コネクタ・ピンに対する高電!設計 の考慮項
はじめに
Type−Cコネクタをするハードウェア・システ
ムのに、はUSBコネクタ・エコシステ ムにするすべてのレガシー、、および もするがあります。Type−Cコネクタ とConfigurationチャネル(CCピン)の%&により、シ ステム'(の)*+を,-しようとする.たな/り 0みが1われています。このアプリケーションノー トでは、)*なシステム89におけるCCピンの:;
<について/りあげます。
設計考慮項–システムのESDとサージ
IEC61000−4−2 (=>、｢IEC｣と?ぶ)はシステム・
レベルのESDAのためのBCです。IECA はシステム・レベルのAであり、Dデバイス・
モデル(CDM: Charged Device Model)やH(モデル (HBM: Human Body Model)などのIのESDは、
JプロセスおよびMB/NいOPとしています。
Q RのICは、Jにデバイスを-Sするための TU(ESD)-SをVWし、またIECシステム・
レベルAのためにTVSのXでY -SがZされ ています。システム'(の)*+を[\する]^の _`は、システム・レベルでTVS-Sを[aし、
それをb々のICとcにdMさせることであり、これ をefすることがgにです。
=>にType−CおよびType−Cコントローラの ESD-Sにiづいて、jなTVSをkするために なをいくつかlします。
逆スタンドオフ電!
このは、gdMにCCピンをmするno のp、およびCCコントローラICのqO]Qの ために、TVSをkするときに,rすべきな です。jなsをkすると、TVSは[tシス テム-Sにuvです。スタンドオフyVRWM は、TVSJzデータシートで{|}なです。CC ピンの~、CCピンのgdMのために、VRWMに は]Qs5 Vをkするがあり､CCピンはqOに 5 Vをえてはならず、またスタンドオフyは CCコントローラICのqO]Qyよりもくなけれ ばなりません。
ダイオード容量
のセクション5.8.6では、BMCレシー バ のが=>のTable 1のとおりされてい ます。
Table 1. BCM RECEIVER NORMATIVE REQUIREMENTS
Name Description Min Nom Max Unit Comment
cReceiver CC Receiver Capacitance
200 − 600 pF The DFP or UFP system shall have capacitance within this range when not transmitting on the line
CCレシーバ のcReceiverは200〜600 pF で、これはPDnにをえます。CC
にあるTVSダイオードなどのデバイスは、 がこ のをえないようにするがあり、かつ に] をできなければなりません。
システムでRdMするjなTVSをkすること により、ダイオード のみをmしCCラインに
Rな がZされるのをできます。
ブレークダウン電!
ブレークダウンyとは、TVSダイオードでグラ ンドへの%+がにくなるysで、カソ ードからアノードへQがれます。Figure 1に
}なTVS I−V をlします。VBRの¡でTVSの%
+がgにくなると､にが¢Zします｡
ブレークダウンyはクランピングyにするま でt£し、クランピングyにするとTVSは[¤
}に¥¦となりグランドに§¨します｡QがTVS www.onsemi.jp
APPLICATION NOTE
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をれると、TVSはやがて©えªきて、クランプ«
¬のダイオードが®されます。
Figure 1. TVS I−V Curve
Type−CのCCラインnをjに¯°させ、ESD/
サージ・イベントでシステム'(が-Sされるよう にするために、³しいブレークダウンyに´µし なければなりません。Type−Cでは、CCピンの ブレークダウンyは、gdMを-¶するために 5 Vをえるものとし、また·¸¹にはTVSが
Rなºをグランドにせるように、7 V»でなけ ればなりません。
設計考慮項 – USB規格に非準拠な電プロトコル
USB2.0の¼500 mAは、½¾¿Àさ
れているQ RのデバイスにとってはÁらかにÂ
Rであり、ÃDÄなどのÅ/プロセスÆÇデバ
イスでは、より§かつな¼をÈ°にする
ために、USB2.0の¼プロトコルよりもQきな
¼をしています。USBケーブルÉのた
めに、2.4 AをえるをすのはÂjです。
Åでの¼をÈ°にするために、Type−COÊ コネクタをしたでは、VBUSを5 V=tにし て、デバイスの¼を§Ëしています。Type−C の>ÌÍÎ+サポートのために、Type−Cは Type−A to Type−Cケーブルのようなレガシ・アダプ タをÐ し て い ま す 。Type−A to Type−Cお よ び Type−C to USB−mBケーブルでは、ケーブルVにV プルアップ¥¦(Rp)があります。=>に4.5.3.2.4 の¯°モデルをlします。
Figure 2. Legacy Host Port to DRP Functional Model
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この~、USBÒにÓな¼プロトコルが VBUSyレベルをt£させると、CCピンもRpによ ってプルアップされます。Type−CにÔうと、Rp sは56 kWでなければなりません。これはCCライン にgのyよりいyがかかるケースが2つあ ることをµÕします。
ケース1 – Rdがイネーブルされている56
=>のEquation 1により、CCラインに\れるy をÖ×にØできます。
VCC+VBUS 0.0835 (eq. 1)
Rd= 5.1 kW、Rp= 56 kWとÙします。
Table 2で、Ó¼プロトコルのVBUSy
とOÊするCCyをÚつけることができます。
Table 2. VBUS TO CC VOLTAGE WHEN Rd ENABLED
VBUS VCC
9 V 0.75 V
12 V 1.00 V
15 V 1.25 V
20 V 1.67 V
Table 2はCCラインのyがÛ }いため､この ケースではyの:;がないことをlしていま す｡
ケース2 – Rdがディセーブルされている56
Rdがディセーブルされている~、CCラインは VBUSyにプルアップされることから、このケース ではCCラインにいyが\れるため-Sがで す。ただし、は56 kWでÉされるので、ツェ ナ・ダイオードをしてyをくクランプする ことができます。Þのセクションで³しいツェナの
k_`をßÁします。jなツェナ・ダイオード をkすると、ÂjなRpをàつ!`Type−A to
Type−CケーブルにOする-Sも1うことができま
す。
ケース3 –ケーブルの迅速な挿:および=>し
USBÒにÓなレガシー¼áは、VBUSy をくすることによってな¼を[\しま す。システムが5 V=tのyで¼しているときに ユーザが¼á/ホスト・アダプタおよびケーブルか らデバイスを/りYすと、¼áがjåイベントを ræして、VBUSをディセーブルする§いçが
¹じるケースがあります。このçÆに、Rpがまだ VBUSにèされている~、デバイスにはèされ ていないため、é´ºによってCCピンがVBUSと ê{yになり、このºはゆっくりë々にUさ
れ ま す 。
ユーザが¼áをìíくîにïした~、CCピンに gのyよりもいyがかかることになるの で、これをðñするがあります。しかし、この ケースではàèがgに§く、CCピンのé´
ºがそれほどQきいわけではありません。ツェナ・
ダイオードやTVSダイオードのような-Sデバイス をシステムに[aすると、システムへのòóを"ô できます。
設計考慮項–違法なType−A to Type−Cケーブル Figure 3にlすType−A to Type−Cケーブルで、õ のAコネクタ/ホスト・アダプタのサポートを öしました。Type−Cは÷#されていますが、
jなRp¥¦をàたないÂ^ケーブルがøùし、
\も¿Àされています。アプリケーションノート AN−6012では、Â^/!`ケーブルとそれにOする- Sのためのツェナ・ダイオードのm_`、す るjなツェナ・ダイオードのk_`についてß Áしています。
Figure 3. Example of Type−A to Type−C Cable
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関連資料
•
FUSB301 − SuperSpeedスイッチÉúのûüÇUSB Type−Cコントローラ•
FUSB301A − I2CアドレスÈ°なûüÇUSB Type−Cコントローラ•
FUSB302 − Programmable USB Type−C Controller w/PD•
AN−6102 – USB Type−C、CCýþの-Sについて•
AN−6105 – USB Type−Cのにおける注µ点ON SemiconductorびON SemiconductorのロゴはON SemiconductorというをうSemiconductor Components Industries, LLC しくはそののび/またはの におけるです。ON Semiconductorは、、、トレードシークレット()との !"に#する$を%"します。ON Semiconductorの&'/ の()#*リストについては、,-のリンクからご/いただけます。www.onsemi.com/site/pdf/Patent−Marking.pdf. ON Semiconductorは01なしで、2345の&'の67を 8うことがあります。ON Semiconductorは、いかなる9の: での&'の(;<について%=しておらず、また、お>?の&'において@AのB)や)からCじたDE、
に、FG 、HG 、IJ なKLなどMNのKLに#して、いかなるDEもOうことはできません。お>?は、ON SemiconductorによってPQされたサポートやアプリケー ションUVのWXにかかわらず、すべてのYZ、[\、]^<の_`あるいはaのbcをdむ、ON Semiconductor&'を)したお>?の&'とアプリケーションについてM NのDEをOうものとします。ON Semiconductorデータシートやf?3にgされるhi<のある「a 」パラメータは、アプリケーションによってはmなることもあり、no の<iもpHのqrにより6sするhi<があります。「a 」パラメータをdむすべてのtパラメータは、ご)になるアプリケーションにBじて、お>?のuvwxy においてz{=されるようお|い}します。ON Semiconductorは、そのやそのの$の-、いかなるライセンスも~しません。ON Semiconductor&'は、C
や、いかなるFDA (' ')クラス3の 、FDAがしないにおいてMもしくはのものと{される 、あるいは、へのを#*
としたにおける_'などへの)をしたはされておらず、また、これらを)#*としておりません。お>?が、このようなされたものではない、hさ れていないアプリケーション)にON Semiconductor&'をまたは)した;、たとえ、ON Semiconductorがその'のまたは&に してr¡があったと¢£され たとしても、そのようなせぬ)、また¤hの)に ¥した¦§¨から、FG、©はHG にCじるすべてのクレーム、«)、KL、q«、および¬®¯などを、
お>?のDEにおいて°±をお|いいたします。また、ON Semiconductorとその²³、´³、、 ¥、µ¶·に#して、いかなるKLも¸えないものとします。
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