USB-TYPEC surge防护疑问

zcqzxczxc

大家好，小弟正在做TYPE-C上的芯片防护，下图是网上找到的应用图，有以下问题请教论坛大神：



1.为什么VBUS线和信号线(CC1/CC2/SBU1/SBU2)的负向防护不一样？ VBUS(+24V/-0.7V); CC1/CC2/SBU1/SBU2(+/-24V);
1.1 难点：对于信号线的防护，通常芯片的口子负向电压设计成-0.7V，对于负向surge会直接打到芯片上，TVS没有起到作用；流过电流为Vsurge/2ohm；这个电流对于芯片来说已经很大了；
1.2 通常为了解决这个问题，会在TVS到芯片之间串接~ohm电阻；但这又会影响眼图和VCONN能力；

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补充图片（来源网络）

xingxing58

VBUS是供电线，通常为+5V直流电压，其工作场景以正向电压为主，负ESD事件较少；CC和SBU等信号线可能暴露于正负双向的瞬态电压,需要对称保护

zcqzxczxc

对，实际厂商对接口都会做正负surge测试。
另外，我理解CC/SBU正常使用只需要正电压就行了，没有负电压场景，直接用单向的TVS也不影响正常应用。负电压不在正常应用范围。
或许我忽略了什么，请帮忙指导下。

zcqzxczxc

xingxing58 发表于 2025-3-14 14:06
VBUS是供电线，通常为+5V直流电压，其工作场景以正向电压为主，负ESD事件较少；CC和SBU等信号线可能暴露于 ...

请教下，即使是CC和SBU信号暴露于+/-surge里，我想也不影响它使用单向的TVS保护，为啥必须要要正反向的TVS呢？

xingxing58

zcqzxczxc 发表于 2025-3-14 18:18
请教下，即使是CC和SBU信号暴露于+/-surge里，我想也不影响它使用单向的TVS保护，为啥必须要要正反向的TV ...

有些信号线，比如Type-C里的的CC，可能涉及双向通信或配置，需要应对正负电平波动，双向TVS确保信号完整性不受干扰；

zcqzxczxc

xingxing58 发表于 2025-3-17 15:22
有些信号线，比如Type-C里的的CC，可能涉及双向通信或配置，需要应对正负电平波动，双向TVS确保信号完整 ...

好的，小弟正在做TYPEC PD这一块，有涉及CC脚的上下拉的情况用于配置功率等级，正常情况下没有见到有负压的情况；

1.正常情况下，如果非要说有，可能是功率传输过程中，SOURCE到SINK之间由于线缆上的IR drop引入的负压（大概是0~-200mV）；
2.非正常情况下，那就是surge负压达到CC/SBU口上，这也正是希望用TVS防护的；

我不清楚CC/SBU1等这些端口正常应用下什么情况下会出现大幅度的负压波动。

另外一点是，一些芯片的CC口接在TYPE-C端口上，这些芯片的CC口AMR负压一般是-0.3V，这其实也侧面说明正常情况下，不会出现<-0.3V的电压；

xingxing58

个人觉得正常情况下设备本身不会有大的负压波动，但是热插拔也属于正常使用的情况，设备热插拔时，很容易出现寄生电感与电容形成LC振荡，产生负向电压尖峰

zcqzxczxc

xingxing58 发表于 2025-3-21 17:38
个人觉得正常情况下设备本身不会有大的负压波动，但是热插拔也属于正常使用的情况，设备热插拔时，很容易出 ...

嗯嗯，明白热拔插使用场景。
个人觉得这个理由不够充分支撑一定要使得CC/SBU等信号pin的TVS为+/-24V，而VBUS电源pin的TVS为+24/-0.7V。

我的理由有：
1. 相比信号pin，电源VBUS有电流通过，插拔TYPE-C，更容易有spike。+/24/-0.7V可以保护VBUS，就更能保护CC/SBU pin.