只要問(wèn)“度娘”，就會(huì )知道現在USB Type-C有多火。支持單通道10Gbps的傳輸速率、高達100W的功率傳輸能力、兼具數據和視頻傳輸能力、無(wú)方向的正反插結構——這些特性讓USB Type-C堪稱(chēng)史上最“強”的接口。據IEK的估計，2019年USB Type-C產(chǎn)品的出貨量將達到50億。

在驚艷于USB Type-C的強大之余，如果你想設計出禁得住用戶(hù)推敲的產(chǎn)品，還需要在元器件選型時(shí)多關(guān)注一些設計細節。所謂“細節決定成敗”，這會(huì )讓最終你的BOM清單更漂亮。

細節一：靜態(tài)電流

待機功耗是衡量電子產(chǎn)品的重要指標，它主要是由產(chǎn)品中芯片等有源器件待機休眠時(shí)的靜態(tài)電流決定的。在以往的USB產(chǎn)品中，大家對這個(gè)指標并不敏感，但到了USB Type-C時(shí)代故事發(fā)生了變化。

這是因為T(mén)ype-C系統的電路更為復雜，這也就意味著(zhù)要消耗更多的電能。比如Type-C為了更為“智能”，專(zhuān)門(mén)配置了CC通道，用于檢測插頭的方向，還擔負著(zhù)USB PD功率傳輸的協(xié)議通信職能。實(shí)現這些功能Type-C控制器芯片需要更強大的MCU內核支持，可是這句話(huà)的潛臺詞是“也會(huì )消耗更高的靜態(tài)電流”——毫安級的靜態(tài)電流。好消息是芯片廠(chǎng)商已經(jīng)意識到了這個(gè)問(wèn)題，比如TI的Type-C 控制器TPS25810在沒(méi)有器件連接時(shí)的靜態(tài)電流典型值可低至0.7µA。

隨著(zhù)各國能源標準日益嚴苛，開(kāi)發(fā)者對各個(gè)器件的功耗可謂是錙銖必較，如果沒(méi)有選對USB Type-C的控制芯片，可能會(huì )給你帶來(lái)額外的麻煩。所以在看Datasheet時(shí)，這個(gè)細節一定要注意。

細節二：電路保護

缺乏經(jīng)驗的開(kāi)發(fā)者在設計產(chǎn)品時(shí)，往往容易執著(zhù)于功能性而忽視了可靠性，這實(shí)際上會(huì )影響到產(chǎn)品的“容錯”能力，進(jìn)而影響到用戶(hù)體驗甚至是安全。具體到USB Type-C，熱插拔、短路、用戶(hù)誤操作、故障設備以及ESD等引發(fā)的問(wèn)題，都需要有效的電路保護措施來(lái)化解。

一般來(lái)說(shuō)電路保護包括過(guò)流保護和過(guò)壓保護。具體到Type-C保護電路的設計，會(huì )有一些特殊的約束條件，比如說(shuō)更高的集成度。以過(guò)壓保護為例，USB Type-C為了實(shí)現無(wú)方向正反插，在物理結構上設計了兩排對稱(chēng)的引線(xiàn)，這使得需要過(guò)壓保護的數據通道達到16條，包括四組10Gbps高速數據收發(fā)通道（SSRX+/ SSRX -，SSTX+/ SSTX -）、兩組480Mbps USB 2.0數據通道（D+/D-），以及兩組USB-PD協(xié)議通信的專(zhuān)用通道（CC+/CC-）。圖1是Bourns公司的過(guò)壓保護方案，整個(gè)方案只用到了兩個(gè)6通道TVS陣列（CDDFN10-0516P）和一個(gè)4 通道 TVS陣列（CDDFN10-0524P），可見(jiàn)選擇小型化、高集成的器件是“王道”。

此外，伴隨Type-C應用擴展的還有“過(guò)溫保護”這個(gè)新名詞。由于Type-C的體積小而承載的功率卻高達100W，所以一旦電纜接口端有灰塵、汗液、水等異物污染，很容易造成內阻的增加，進(jìn)而引發(fā)過(guò)熱甚至是發(fā)煙、失火。這讓過(guò)溫保護變得十分必要，比如NXP用于Type-C的負載開(kāi)關(guān)器件中就集成了過(guò)溫保護的功能。Bourns則提供了兩種方案：一種是采用mini-Breaker 控溫器件，作為一個(gè)可恢復器件，其在溫度過(guò)高時(shí)觸發(fā)，而在電源被切斷或溫度回到安全水平時(shí)自恢復；另一種是溫度觸發(fā)的可恢復保險絲P-TCO方案，其特點(diǎn)是體積更小，成本更低。隨著(zhù)相關(guān)安規的完善，了解更多過(guò)溫保護器件的知識，會(huì )成為USB Type-C產(chǎn)品開(kāi)發(fā)者的必修課。

細節三：連接器

不要認為連接器的選擇與那些關(guān)鍵的芯片相比“無(wú)關(guān)痛癢”，往往這些貌似“邊緣”的部件會(huì )讓你在距離“完美”終點(diǎn)只剩一米時(shí)倒下。在用戶(hù)面前，高品質(zhì)的連接器未必會(huì )給你帶來(lái)更多加分，而品質(zhì)不佳的連接器給用戶(hù)體驗造成的傷害，則會(huì )抹殺掉你之前所有的積分。

表1中以Foxconn高品質(zhì)的連接器為例，對比了其與普通連接器的差異，以及它可以帶給用戶(hù)什么樣的體驗。在BOM中給連接器多留一些可以盤(pán)桓的空間，事實(shí)將會(huì )證明是值得的。