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突入電流(インラッシュカレント)は接続するポートによって3Aを超えてしまったので、そのラインに接続してある素子を破壊する可能性があり、無視できません。 そこで、今回は突入電流抑制に絞って、いろいろと考察してみようと思います。 USB 仕様では、デバイスが使用する総平均電力を制限することに加えて、デバイスが最初に接続されたときの突入電流 (つまり、デカップリングおよびフィルタ コンデンサの充電に使用される電流) も制限します。 USB 2.0はホットプラグ技術を採用しているため、デバイスによって引き出される電流が仕様値を超えないように注意する必要があります。
この規格は、USBデバイスの接続時や受電時に、容量を充電するための突入電流によって過大な電圧降下が生じないようにするために定められた。 はじめに USBって、ただ挿すだけのものだと思っていませんか? 実はその瞬間、機器とポートの間で“電流の会話”が始まっているんです。 コンデンサの容量が大きく、突入電流が多い場合には、USBコネクタ部分でもスパークが発生したりし、コンタクトが参加するなど劣化が進みます。
これは接続機器自体の保護目的よりもむしろ、プラグイン時の突入電流を緩和してホスト側機器に過大な容量負荷を掛けないために必要なものだ。 USB 2.0 規格では バスパワー機器が VBUS に直結して良い容量性負荷は最大 10uF (50uC以下)と規定されている。 それ以上の負荷やコンデンサを直接 VBUS に繋ぐのは、ホスト側機器に不可逆的な故障を招く可能性が高くなる。 だが 10uF という値は決して十分なものではない。
USBから電源を取る機器も多いです。 ですが、この時に安易に「5V 500mAだろ」と考えてしまう設計者が多いのですが、実は違います。 信号品質と突入電流を認証するための唯一の公式分析ツールは、USB-IFによって公開されたUSBET20です。 測定の公式評価のために、USBETを介してキャプチャされた信号品質と突入電流テストデータを必ず実行してください。 本記事では、USB2.0 インターフェースを使用する機器における過電圧・過電流などのリスクから回路を保護するための手法を解説します。
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