PCBニュース - USB 3.0の回路保護上の注意事項

どこにもない汎用シリアルバス（USB）インタフェースは、増加する接続帯域幅のニーズに対応するために別の進化を遂げます。USB 3.0（「SuperSpeed USB」）は、伝送速度、電源管理、柔軟性の面で大きな飛躍を遂げると予想されています。

どこにもない汎用シリアルバス（USB）インタフェースは、増加する接続帯域幅のニーズに対応するために別の進化を遂げます。USB 3.0は、伝送速度、電源管理、柔軟性の面で大きな飛躍を遂げると予想されています。電気回路基盤

USB 3.0プロトコルは、より高いデータ転送速度を提供し、各ポートでより高い電流レベルをサポートすることで電力供給能力を向上させることを目的としています。新しい電源管理機能と、USB 2.0デバイスに後方互換性のある新しいケーブルとコネクタが含まれています。顕著な変化は、既存のUSB 2.0バスと並行して4本の追加の物理銅データ線を追加したことである。USB 3.0により強化された電流と電力伝送能力により、新しい回路保護ソリューションの需要が高まっています。調整された回路保護方法は、USB 3.0アプリケーションにおける過電流、過電圧、ESD過渡による損傷を防止するのに役立ちます。

USB 3.0は、改訂されたUSBプロトコルにより2重単信データパスを追加した

オーバフロー保護

USB 3.0は、標準ホスト（A型コネクタ）と新しい給電デバイス（Powered-Bコネクタ）の2つのコンポーネントから電源を供給します。新しいSuperSpeed仕様では、USBデバイスに流れる電力量が0.5 Aから0.9 Aに増加します。新しいPowered-Bコネクタにより、1つのUSBデバイスが1.0 Aまでの電流を供給することで別のデバイスを充電することができます。オーバーフローは電源バスに影響を与えるため、ホスト、ハブ、Powered-Bデバイスなどのすべての電源にはオーバーフロー保護が必要です。UL 60950はまた、オーバーフロー保護を提供することを要求する。

USB 2.0と同様に、すべてのタイプのUSB 3.0ホストに電源を供給する必要があります。USB 3.0の単一負荷は150 mAと再定義され、USB 2.0の100 mAより増加した。USB 3.0ホストは、ポートあたり6つのユニット（900 mA）をサポートできるようになった必要があります。また、USB 3.0ハブは、ポートあたり最大900 mAの電流に対応できるようになっています。

また、USB充電とUSB 3.0をサポートするシステムには、より高い電流能力を持つ過電流保護デバイスが必要です。USB充電器仕様は、USB 2.0と同じピン配列を採用していますが、より高い電流能力（ポートあたり1.5 Aまで）を可能にします。

USB 3.0は新しいPowered-Bコネクタを定義し、その主な利点は携帯性を強化することです。Powered-BコネクタにはUSBケーブルや追加の電源は必要ありません。Powered-Bコネクタを使用すると、USBデバイスは別のUSBデバイスに電力を供給できるようになりました。2つの追加の接点を提供することで、新しいコネクタにより、電源供給器（Powered-Bソケット付き）は5 V+/-10%、1000 mAまでの電流を別のデバイス（Powered-Bプラグ付き）に供給することができます。例えば、プリンタはワイヤレスアダプタに電力を供給することができ、有線USB接続を必要としない。

USB電源ポートの過電圧保護

USBは電源バスを定義していますが、これにより過電圧イベントに関連するリスクが解消されるわけではありません。過電圧イベントは、ユーザーのエラー、管理が不十分なサードパーティ製電源装置、熱遮断イベント、誘導過渡など、さまざまな障害に起因する可能性があります。インタフェースと充電システムも負の電圧を発生し、保護されていない周辺機器が破損する可能性があります。USB 2.0電源仕様は5 V+/-5%ですが、USB 2.0インタフェースを使用した大容量システムの多くは16 Vから28 V（連続）まで耐えられるように設計されています。電気回路基盤