【原创】测试:芯片"X 526"电路在USB HUB中的电涌保护能力(看图说话,多图)

wlsswj

自从"拆了(菜鸟)5种6款 USB2.0 HUB(看图说话,多图)己完成测传输率-图". http://www.ibmnb.com/viewth ... 9564&highlight=  之后,就感觉APC的HUB很不错,大家

都喜欢.

但Orange的HUB同样出色,他比APC究竟有哪些不如呢?见图01.

wlsswj

仔细地对照两种HUB,参照主芯片NEC D720110AGC的典型应用PDF档(图);见图526;及USB口;

wlsswj

发现Orange的HUB也将主要的保护功能也集成了,但他为什么没有发光管的显示呢,按APC的HUB能保护的防电涌(负载超出USB电源规范)也去试了下他,结果和APC表现一样能保护提示,只是没有发光管的显示.

所以自已将Orange节省(偷工减料)了的LED部份装上去了.结果呢,Orange的USB 2.0 HUB与APC的USB 2.0 HUB就几乎是一样了.见图LED;

wlsswj

为了真正了解这两种优秀的HUB内的保护芯片:"XXX526"防电涌(负载超出USB电源规范)的保护功能,或者说能力,本人做了以下的试验,最后有点强暴了.哈哈.

一.用一个约"500mA的小黑鼠"试试他的负载能力:

先看看我准备给他的"午餐";见图负载电阻及USB线;

wlsswj

接上Orange的HUB,以前说过,这个HUB同APC的HUB,必须接上外接电源才可使用,都接好了,准备就绪."已加有电涌(负载超出USB电源规范)指示灯";见图 准备就绪;

wlsswj

500mA的小黑鼠准备好了,小黑鼠USB的电源两端,;再并上一只"棕黑黑"(10欧姆)的电阻,用欧姆定津计算:V/R=I,既5/10=0.5(A);并上小黑鼠,串上USB线电阻,近似500mA;见图500mA小黑鼠

wlsswj

插入HUB口内,很正常,可以使用.  怎么有股味道刺鼻?  有什么元件烧了吗?  急忙拔下500mA的小黑鼠,  哇!烫得我差点把小黑鼠丢上天;  原来那只2W的负载电阻超烫啊,只几分钟时间而己.见图接上500mA小黑鼠.

wlsswj

这么烫?查下他的温度:插电前 26度室温.见图 26度室温;

wlsswj

再插电测温,3分钟后真有103度,见图 103度;

500mA的小黑鼠,使用很正常.

wlsswj

加大负载,两只并联的15欧姆电阻=7.5欧姆;
上面没看出来负载电流究竞是多少呀?  串个电流表进去看看. 500型的老式指针表,用5A电流档,见图 接5A电流表;

rickyhu

太深奥，看看

wlsswj

可以看到己超500mA了.看来保护芯片:"XXX526"防电涌(负载超出USB电源规范)的保护功能,并没有限制500mA电流,还可用.见图 超过500mA;

wlsswj

看看再加大电流的情况,在7.5欧姆电阻上再并入20欧姆(10+10欧姆),电流近700mA,这时小黑鼠己无反映,量了一下电阻两端的电压己降至4V,测量用的线,压降太大.再测己无意义.
见图近700mA;

wlsswj

暴力测试:
用回7.5欧姆电阻+小黑鼠正常用的情况下,用表笔线短接USB 5V 正负极;看他会怎么样;见图 表笔线;

wlsswj

短接了,

我补装了的"电涌(负载超出USB电源规范)指示灯"起作用了:第一个USB口的"红"灯亮了,同时关了这个口的电源;见图 1口红灯;

big-eblis

不可能吧？MIC2526（OR AIC1526）的技术文档里明确说明限制电流是0.5A，芯片可以承受的最大电流（两路）是1.25A。楼主的测试已经使电流超过0.5A了，怎么保护电路不动作呢？

[ 本帖最后由 big-eblis 于 2006-11-6 01:12 编辑 ]

wlsswj

同时电脑屏也显示:"集线器端口上的电涌  一个 USB 设备超过其集线器端口的电源限制.要得到协助解决这个问题,请单击这个消息." 见图 集线器端口上的电涌;

big-eblis

• Compliant to USB specifications
• UL Recognized Component
• 2 independent switches
• 3V to 5.5V input
• 500mA minimum continuous load current per port
• 140mΩ maximum on-resistance
• 1.25A maximum short circuit current limit
• Individual open-drain fault flag pins
• 110μA typical on-state supply current
• 1μA typical off-state supply current
• Output can be forced higher than input (off-state)
• Thermal shutdown
• 2.4V typical undervoltage lockout (UVLO)
• 1ms turn-on (soft-start) and fast turnoff
• Active-high or active-low enable versions

wlsswj

暴力短路法
试第2个,第3个,第4个也一样; 逐个亮红灯,见图 2口红灯;3口红灯;4口红灯;

wlsswj

都短路了一下.
4口红灯;

wlsswj

这时你不管如何重拔插USB接口,这些口都不工作,只要这个HUB的电源没断开,就是拔掉接主机的USB线,这些口还是保持关闭.

wlsswj

但是你在电脑屏显示:"集线器端口上的电涌 一个 USB 设备超过其集线器端口的电源限制.要得到协助解决这个问题,请单击这个消息."时单击这个消息后,将会出现:另一个窗口,见图

复位;  单击"复位"后,这个端口又可以再使用了,并不需重启动机器.

wlsswj

看来这个保护电路并没限制500mA的电流,他只对瞬间大电流(短路)的变化敏感.另外我没有试USB中间两根数据线的相互,对+,对地的短路测试,因为从PDF典型应用图中看这两个保护芯片只对输出口5V电涌保护.见NEC D72110A的PDF;

wlsswj

最后随便找了些东西,插满4个口.都又正常工作.
见图 插满4个口

谢谢大家.

big-eblis

怀疑这个HUB没有使用标准的保护电流接法。这种IC是没有调节保护电流动作值大小的功能的，芯片设计时就规定超过0.5A的电流就会引起保护。按楼主的测试现象来看，可能并接了分流电阻，使单个USB口的电流可以超过0.5A以便于带动大电流的USB设备。
当然，也有可以自由调节保护电流大小的IC，不过不是这种型号。

wlsswj

QUOTE:

原帖由 big-eblis 于 2006-11-6 01:09 发表
不可能吧？MIC2526（OR AIC1526）的技术文档里明确说明限制电流是0.5A，芯片可以承受的最大电流（两路）是1.25A。楼主的测试已经使电流超过0.5A了，怎么保护电路不动作呢？

确实在上面测试用电阻负荷,近0.7A都没有动作,但由于线路压降使小黑鼠己无法工作.

另外我还试了只接一只6800微法的大电容接在小黑鼠电源5V两端,使保护电路动作了.图找不到了,可能被编辑时复盖了.

谢谢关注

wlsswj

再上一张芯片3526清楚点的图片.

big-eblis

嗯，国半的芯片，型号是LM3526M-L，低电平有效的USB输出保护IC。它与MIC2526-2BM/AIC1526-0CS可以直接互换。芯片的功能与参数说明：
General Description
The LM3526 provides Universal Serial Bus standard power
switch and over-current protection for all host port applications.
The dual port device is ideal for Notebook and desktop
PC’s that supply power to more than one port.
A 1 ms delay on the fault flag output prevents erroneous
overcurrent reporting caused by in-rush currents during
hot-plug events.
The dual stage thermal protection circuit in the LM3526 provides
individual protection to each switch and the entire device.
In a short-circuit/over-current event, the switch dissipating
excessive heat is turned off, allowing the second switch
to continue to function uninterrupted.
The LM3526 accepts an input voltage between 2.7V and
5.5V allowing use as a device-based in-rush current limiter
for 3.3V USB peripherals, as well as Root and Self-Powered
Hubs at 5.5V. The Enable inputs accept both 3.3V and 5.0V
logic thresholds.
The small size, low RON, and 1 ms fault flag delay make the
LM3526 a good choice for root hubs as well as per-port
power control in embedded and stand-alone hubs.
Features
n 1 ms fault flag delay filters Hot-Plug events
n Smooth turn-on eliminates in-rush induced voltage
n UL recognized component: REF# 205202
n 1A nominal short circuit output current protects PC
power supplies
n Thermal shutdown protects device in direct short
condition
n 500mA minimum continuous load current
n Small SO-8 package minimizes board space
n 2.7V to 5.5V input voltage range
n 140 mW Max. switch resistance
n 1 μA Max. standby current
n 200 μA Max. operating current
n Under-voltage lockout (UVLO)
Applications
n Universal Serial Bus (USB) Root Hubs including
Desktop and Notebook PC
n USB Monitor Hubs
n Other Self-Powered USB Hub Devices
n High Power USB Devices Requiring In-rush Limiting
n General Purpose High Side Switch Applications

wlsswj

谢谢big-eblis兄弟给出的资料与支持.

采用带有 XXX526的双通道(电源)开关提供过流保护。发生短路或过流，过热时开关将关闭，另一(备用)开关继续工作。一个通道出现故障不会影响另一个通道，也不会使电源中断。由于具有保护电路，所以不需要更换保险丝。

使用带此保护电路的HUB最大的好处是可有效地保护电脑主机及USB外部设备.及自身.

因为他所提供的USB电源与电脑主机电源是隔离的(分别不同的)回路,且带有完善的短路丶过流丶过热保护功能, 所以他必须外接电源才可使用.

这也造成对便携性能的降低.对便携要求高,又需同时使用多个USB口的小电流设备,可选质量好的直供电源(主机电源)的HUB,但大多电路上没有(保护芯片)保护功能.

附上LM3526的PDF资料.

谢谢大家的支持.