pptc（聚正溫度系數(shù)）裝置是對電腦及有關裝置提供電流過載保護的一種既可靠又經(jīng)濟的解決方案。由于這種裝置設有各種尺寸和功率范圍，讓電路設計者可以選擇最合適的款式以滿足電路設計和usb規(guī)范的需求。

    現(xiàn)時的usb技術使得各種能夠自行識別的外部設備與電腦聯(lián)接，并自行裝載驅動程序以運行新的裝置。而一般即插即用裝置，需要有電源的usb接口進行數(shù)據(jù)傳輸并提供電源。當發(fā)生短路或連接了受損設備時，如受損的電纜或聯(lián)接頭插入usb接口時，必須對usb集線器及主機裝置提供有效保護。由于這種情況在pc或集線器的使用過程中經(jīng)常發(fā)生，usb規(guī)范中要求對裝置進行可復式電流過載保護，特別指出"pptcs"是理想的保護技術。

    usb裝置可歸類為向usb提供額外聯(lián)接點的集線器，或是為系統(tǒng)提供其它功能的功能模塊（例如數(shù)控操縱桿）。集線器裝置還可進一步分為總線供電和自供電兩種。

    總線供電集線器從usb連接頭的電源插腳取得所有內(nèi)部功能模塊和后續(xù)接口所需的電源。集線器從前級的裝置中可獲取高達500毫安的電流。而有源總線集線器的外接口每個可獲得高達100毫安電流，最多可有4個外接口。

    自供電集線器用于內(nèi)部功能和后續(xù)接口的電源并不是來自usb接口，盡管前級的usb接口能夠提供100ma的電流并使得當集線器發(fā)生斷電時，界面仍然能夠正常運行。集線器必須能夠為所有後級聯(lián)接上提供高達500毫安電流。

    usb規(guī)范對電流過載保護的要求如下：

    * 為安全起見，主機和自供電集線器必須提供電流過載保護。

    * 集線器必須設有對電流過載檢測并且能夠將檢測結果傳達給usb軟件。

    * 如果由于一批后續(xù)接口取電而導致整體電流超過預設定值，電流過載保護電路必須要能夠消除或減少所有受影響的后續(xù)接口的電源。

    * 電流過載跳閘點不能超過5.0安培，而且必須高於最大允許的接口電流，使得瞬間電流(例如，電源打開或動態(tài)聯(lián)接或重新配置時)不會導致電流過載保護器跳閘。

    usb規(guī)范要求可以有獨立或集合兩種電流保護方案。使用polyswitch分別保護獨立接口, 能對后續(xù)電源聯(lián)接提供有效的保護設計。當某個接口發(fā)生故障，該接口的polyswitch裝置跳閘，相鄰的接口仍能夠正常運行。獨立接口保護也使得設計者選擇較輕巧、反應較為迅速的裝置。

    圖1是獨立接口保護的基本電路及電流過載報告電路。在正常情況下，polyswitch裝置的后續(xù)設備電壓（va）約為5v。在發(fā)生故障時，va會趺至低于1v。

    為了減小usb電纜上的emi輻射，通常在vcc插腳都串接有鐵氧體磁環(huán)。磁環(huán)的串聯(lián)阻抗以及rf阻尼是重要的依據(jù)。選擇"導線加磁環(huán)"的配置主要是由于它具有較低的直流串接阻抗。而"電容器輸出"的布局，在串接磁環(huán)后面再并聯(lián)輸出電容器，是使后續(xù)接口發(fā)揮優(yōu)良電流特性的理想布局。

    圖1. 獨立接口保護電路低壓觸發(fā)電流過載插腳故障報告

    電路板布局考慮

    為了達到usb1.1和usb2.0中有關電壓降、電流以及emi輻射的規(guī)范要求，可按照下面的指引設定pcb布局：

    * 所有正電源線布線應盡可能短并至少應用50-mil或1-ounce的銅線。

    * 盡可能避免過孔布線，如果不可避免，需將布線適當加粗。

    * 如果使用電源總線開關，將它放置靠近usb連接頭。

    * 如有可能，分開火線和地線層次。

    * 如使用多層板，將開關部分（后續(xù)電路）和非開關部分（邏輯電路或前級電路）分開。