簡(jiǎn)單的電路可防止插入過程中的USB電流過沖

當(dāng)為USB端口產(chǎn)生5V時(shí)，該電路限制插入時(shí)（USB連接器處）的峰值浪涌電流，并根據(jù)端口的要求將工作電流限制為500mA。

您可以通過將簡(jiǎn)單的筆式驅(qū)動(dòng)器或其他外圍設(shè)備插入 USB 端口來觸發(fā)不需要的系統(tǒng)重置。因此，應(yīng)在端口前面提供一個(gè)限流器，以防止可能連接到端口本身的短路和過載。

此接口的一個(gè)特點(diǎn)是可以為您可能連接的各種外圍設(shè)備供電，例如筆式驅(qū)動(dòng)器、小硬盤、調(diào)制解調(diào)器、MP3 讀卡器或存儲(chǔ)卡。例如，由 12V 主電源軌供電的服務(wù)器主板包括一個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器，可將電源軌降至 3.3V，以便為數(shù)字邏輯供電。它還包括一個(gè)升壓電路，可將 3.3V 電源軌升壓至 USB 端口的標(biāo)準(zhǔn)電壓 （5V，具有 500mA 電流能力）。

插入外設(shè)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)問題：端口5V引腳上的突然負(fù)載通常不是純阻性負(fù)載，而是具有電容元件，可導(dǎo)致電流快速且高幅度上升，達(dá)到遠(yuǎn)高于USB端口500mA限制的水平。

當(dāng)您將太大的硬盤連接到端口時(shí)，會(huì)出現(xiàn)類似的問題。容性負(fù)載不是問題;相反，磁盤的正常工作電流可能超過500mA，導(dǎo)致系統(tǒng)重置或?qū)е码娫催M(jìn)入保護(hù)模式。為了限制浪涌電流并將最大輸出電流限制在500mA，我們通常在5V電源和端口V之間添加一個(gè)保護(hù)器件外針。

由于保護(hù)裝置不能在連接負(fù)載后立即限制電流（而不會(huì)引起錯(cuò)誤的電流限制和振蕩），因此必須在插入后短時(shí)間內(nèi)將其盲閉，以使系統(tǒng)穩(wěn)定。但是，電源必須承受此盲期的浪涌電流。降壓轉(zhuǎn)換器可以處理浪涌，因?yàn)槲彝獗晃腋袘?yīng)到。限制電阻，電流環(huán)路的作用是保持I外在該阻力設(shè)定的值內(nèi)。升壓轉(zhuǎn)換器則另當(dāng)別論。

升壓轉(zhuǎn)換器中的電感器在 V 之間提供連續(xù)路徑在和負(fù)載。當(dāng)電源無法為負(fù)載提供足夠的電流時(shí)，它開始為升壓轉(zhuǎn)換器的電壓源充電。在某些情況下，此操作可能導(dǎo)致管理引擎斷言系統(tǒng)重置，從而使系統(tǒng)崩潰，如圖 1 所示。

圖1.在為USB端口產(chǎn)生5V電壓的同時(shí)，該電路還限制插入時(shí)（USB連接器處）的峰值浪涌電流，并根據(jù)端口的要求將工作電流限制在500mA。

對(duì)5V升壓轉(zhuǎn)換器電路的簡(jiǎn)單修改可以解決這些問題：在升壓轉(zhuǎn)換器輸出和用于反饋的電阻分壓器之間插入一個(gè)低阻值電阻（~0.5Ω）。由于5V轉(zhuǎn)換器現(xiàn)在補(bǔ)償該電阻兩端的壓降，因此施加到I電阻的電壓外限幅器（MAX8586）與5V負(fù)載電流無關(guān)。 這種電路變化可防止在插入低電容負(fù)載（如筆式驅(qū)動(dòng)器 （1μF））期間出現(xiàn)的高電流峰值和窄電流峰值。這種電流峰值會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)位，首先使升壓轉(zhuǎn)換器過載，然后使3.3V總線過載。 0.5Ω電阻不僅在盲區(qū)時(shí)間內(nèi)將峰值電流限制在合理值，而且還（在該條件下）限制I外最大 500mA，根據(jù) USB 端口的要求。

審核編輯：郭婷