力芯微正式发布ET9545L

描述

Type-C接口几乎成了所有电子设备的标配,但高频使用也带来了两个让工程师头疼的老问题:一是误插高压充电器烧坏设备,二是接口进水导致短路甚至腐蚀。过去,这两个问题通常需要两颗芯片分别处理。如今,力芯微用一颗ET9545L,把过压保护和湿度检测合二为一了。

ET9545L本质上是一颗大电流过压保护开关,支持5.5A持续输出电流,输入电压覆盖3.2V至28V,内部导通阻抗仅20mΩ,默认过压锁定阈值为6.8V,还支持通过外部电阻灵活调节。同时它内置了正负80V浪涌保护和过温保护,过压关断响应时间快至50纳秒,足以在电压异常的瞬间切断输出,保护后级电路。

但真正让这颗芯片与众不同的,是它多出来的一个功能:输入端湿度检测。

ET9545L专门针对Type-C端口的潮湿场景设计。使用时只需将芯片的MD引脚放置在靠近IN引脚的位置,就能实时感知USB接口上是否有水汽或液体侵入。整个检测逻辑非常巧妙,完全基于电压比较,不需要额外的传感器或复杂算法。

正常干燥状态下,MD引脚处于悬空态,芯片内部的电压关系为VB等于0.9V、VMDT等于1.2V、VA等于2.2V,三级电压阶梯清晰分明,系统判定为未检测到水分,FLAG引脚输出低电平,表示一切正常。

一旦USB接口上出现水汽,情况就变了。水是导电的,水汽会在MD引脚和相邻引脚之间形成微弱的导电通路。第一种情况是水汽导致MD引脚连接到IN,此时IN端电压通过水汽传导到MD引脚,VMDT被抬高至超过2.2V,系统判定检测到水分,FLAG立即拉高。第二种情况是水汽导致MD引脚连接到GND,MD引脚被拉低,VMDT降至低于0.9V,系统同样判定检测到水分,FLAG拉高。

无论水汽把MD拉高还是拉低,结果都一样:FLAG变高,系统知道接口潮湿了,可以立即采取断电保护。而从检测到水分到FLAG拉高,整个响应时间仅为1毫秒。

这个设计的精妙之处在于,它不需要知道水汽具体在哪里、有多少,只需要知道MD引脚的电压是否还在正常范围内。一旦偏离,就意味着接口的电气环境已经被水汽改变,足够触发保护了。

在实际应用中,当系统收到FLAG高电平信号后,可以迅速切断充电回路或通知用户接口潮湿,避免在潮湿状态下继续大电流充电。而当水汽蒸发、MD引脚恢复悬空态后,电压关系重新回到正常区间,FLAG自动恢复低电平,充电功能无需人工干预即可恢复正常。这套检测、断电、自动恢复的闭环逻辑,对于智能手机、平板电脑、笔记本电脑等高频使用Type-C接口的设备来说价值非常大。要知道,Type-C接口一旦进水后继续充电,水汽会在引脚间形成电化学腐蚀回路,时间一长接口就会生锈、接触不良,甚至彻底报废。ET9545L的湿度检测功能,本质上是在腐蚀发生之前就把电断掉了。

ET9545L采用WLCSP12封装,尺寸仅为1.55毫米乘1.10毫米,工作温度覆盖零下40摄氏度到正85摄氏度,无论严寒户外还是高温车内都能稳定工作。从应用场景来看,这颗芯片几乎覆盖了所有使用Type-C接口的消费电子产品,尤其是在车载和户外场景中,接口面临的温湿度变化更加剧烈,对湿度检测的需求也更加迫切。

目前市面上也有其他厂商在做Type-C水汽检测,比如艾为电子的PD PHY系列就内置了液体存在检测功能,高通平台也有基于CC引脚波形分析的检测方案。但这些方案大多集成在协议芯片或PHY芯片中,需要配合特定平台使用。而力芯微ET9545L的优势在于,它是一颗独立的电源保护器件,不依赖任何特定协议栈,任何使用Type-C供电的产品都可以直接用上,集成门槛更低,适用面更广。

Type-C接口的防潮问题,正在从出了事再修走向出事之前就防。ET9545L用一颗芯片、一个引脚、1毫秒的响应时间,把过压保护和湿度检测这两件事都干了。对于越来越多把Type-C当作唯一充电口的设备来说,这颗芯片或许就是接口 longevity 的最后一道防线。

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