AMAZINGIC晶焱科技提供穿戴式装置充电讯号输出入接口之 ...

AMAZINGIC晶焱科技提供穿戴式装置充电讯号输出入接口之维护设计

AMAZINGIC晶焱科技提供穿戴式装置充电讯号输出入接口之维护设计

个人电子产品展开的主流，从早先的个人计算机(PC)和笔记本电脑(NB)等定义为信息类电子产品开端，乃至提供方便通讯和信息取得的智能型手机(SmartPhone)战争板计算机(Tablet)等消费性电子产品以来，能够看出电子产品对人类生活的渗透率不时在增加。

随着继之而起的穿戴式装置自提出以来，展开速度一日千里，短短数年来，包含针对大众消费者的「聪慧手表」、「聪慧手环」和「穿戴式摄影机」，如雨后春笋般的蓬勃推出，这些穿戴式产品一方面处置消费者与电子产品之间的距离问题，另一方面，随着众多电子产业重量级的品牌厂商争相开发相关产品，也吸收了大众对穿戴式装置未来展开应用的更高度等候。

目前市场上主流的穿戴式产品，主要还是以提供消费者更方便易得的信息通知，或是采集消费者的身体机能参数，如记载运动时身体的心跳或定位运用，随着在物联网(IoT)等云端(Cloud)大数据(Big Data)的展开加持之下，穿戴式装置的应用将担任其中采集重要前端数据的重责大任，未来穿戴式装置的功用需求将有增无减。

而目前主要应用于游戏的虚拟理想头戴式显现器(HMD)，未来也被看好在新应用和成本降落下，成为消费性穿戴式产品主流。也由于穿戴式产品的未来应用有着无限可能，目前也吸收了为数众多的IC设计大厂投入展开各种穿戴式应用开发平台，希冀借着应用开发者的想象力和发明力，将穿戴式产品的展开带入引领下一波电子产业长大的重要范畴。

穿戴式产品的功用将越趋多样及复杂，其中肩负讯号沟通和充电需求的接口选择将成一大思索，目前USB Type C接口由于具有微小空间特性，支持正反插特征，整合高速数据和高解析影像讯号传输，特别在电源部分提供了电源传输(USB PD)最高100W的功用，USB Type C接口已成为最被看好能进入穿戴式主流输出入接口的应用计划。

USB Type C接口在产业的渗透率，自从Apple Mac Book采用以来，目前包含个人计算机的主板(MB)，笔记本电脑(NB)和智能型手机，其最新产品开发都已将USB Type C选为主要接口之一，这其中也是得力于计算机芯片大厂Intel的鼎力推进支持，引领产业界中止了一波USB新接口的文艺复兴时期，因而穿戴式装置自无法扫除于这股潮流之外，USB Type C接口可圆满的用一线衔接来处置复杂的高速数据和电源传输需求，因而也被等候着成为统一的穿戴式装置和其他电子产品的互连选择。

随着穿戴式装置的各种应用开发，其所处的操作环境将可能十分残酷，也由于穿戴式装置要更频繁的与人接触和中止讯号传输和充电需求，其所遭遇的瞬时突波(Transient)冲击，如来自人体和缆线的静电放电(ESD)，或是高电流高电压充电所易构成的电气过载(EOS)事情将愈加繁复和严苛。因而穿戴式装置的牢靠度设计将成为重要的思索，特别是在USB Type C接口的静电放电(ESD)和电气过载(EOS)维护设计，必须审慎为之。

USB Type C接口挟其高整合度和方便的正反插特性，其衔接器共有24针脚(pin)各具不同功用请求，为满足如此多的针脚(pin)维护，若采用传统的单信道维护组件，则其所占比的庞大印刷电路板(PCB)空间和高物料清单成本(BOM Cost)，将会使得穿戴式装置显得愈加粗笨，这无利于穿戴式产品必须让用户觉得异物感不存在的特性请求，因而在穿戴式装置的USB Type C接口最合适的讯号维护组件封装选择，必须以多通道(Multi Channel)的瞬时电压制制器(TVS Array)为主，TVS Array除具有多通道整合可俭省占比印刷电路板(PCB)的空间外，其具有的成本优势也是主要特征，可进一步降低穿戴式产品的价钱来抵达快速突破进入消费性市场的价钱障碍。

而针对USB PD电源传输充放电部分，思索其充电电压可能从5V/12V/20V等不同方式，且其电流最高可达5A，USB Type C担任电源传输充电的VBUS针脚倡议独立运用针对电气过载(EOS)维护组件，电气过载突波时间长度远高于静电放电，在电源充放电传输时将易于发作而招致严重的电子设备烧毁事情，就如目前主流的智能型手机常听说在充电时发作自燃爆炸状况，电气过载(EOS)是主要的缘由之一，因而往常具知名度的大型智能型手机厂商都会在充电电源接口中止电气过载(EOS)维护设计和规范测试，目前主要的电气过载(EOS)测试规范为参照IEC61000-4-5电压波形1.2/50us和电流波形8/20us为主。

晶焱科技秉持数十年专精于电子防护组件设计技术，应用自我专利开发出适用于穿戴式USB Type C接口应用的8信道TVS Array维护组件AZ1043-08F。其空间大小不只只需3.8mm x 1.0 mm，且其高度更只需0.5mm，十分合适于穿戴式装置所请求的轻薄短小组件请求，可进一步降低穿戴式装置抵消费者产生的异物感。

在组件特性上，8信道的AZ1043-08F其所具有的讯号对地电容为0.5pF，而影响讯号颤动(Jitter)最重要的串扰电容(crosstalk capacitance)更只需0.04pF，因而可顺应于USB Type C的高速讯号应用。在维护性能上，AZ1043-08F除契合静电放电规格IEC61000-4-2接触12kV和空气15kV的测试请求，针对电气过载的IEC61000-4-5亦具有5A维护耐受等级。

而箝位电压特性表示，在规范的传输线波形产生器(TLP)的量测下，于17A传输线波形电流下也仅具有9V箝位电压，因而可有效维护后端先进制程控制IC，随意经过最严苛的直接针脚注入静电放电测试(Direct Pin Injection ESD Test)。

另一针对USB Type C充电电源的VBUS针脚，晶焱科技则推出了一系列DFN1610封装的AZ3105-01F/AZ4512-01F/AZ4520-01F，以因应5V/12V/20V电源传输(PD)的不同电压需求。DFN1610封装其长宽高固然只需1.6mm x 1.0mm x 0.5mm，但是其超群的静电放电效能皆可达IEC61000-4-2所规范最严厉的接触30kV/空气30kV等级，且其电气过载耐受特性最高可达IEC61000-4-5 80A，因而可提供USB Type C充电接口最完善的ESD/EOS维护。

Figure 1: USB Type C讯号ESD维护组件AZ1043-08F箝位电压TLP测试曲线。

Figure 2: USB Type C电源充电VBUS EOS维护组件。