CXUS7754 USB Type-C 接口过压保护 IC
4 通道 CC/SBU OVP | IEC ESD 保护 | 100ns 超快响应

产品版本：Rev 1.0 | 更新日期：2026年9月 | 型号：CXUS7754 | 封装：WQFN-20L（3×3mm）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXUS7754 是一款专为 USB Type-C 接口设计的过压保护 IC，能够有效保护 CC、SBU 引脚免受 VBUS 高压短路造成的损坏。随着 USB Power Delivery（PD）的普及，VBUS 电压可高达 28V，一旦与相邻的 CC/SBU 引脚短接，将直接威胁系统侧芯片的安全。CXUS7754 内置 4 通道过压保护开关（CON_CC1、CON_CC2、CON_SBU1、CON_SBU2），当输入电压超过 OVP 阈值时，可在 100ns 内超快关断内部开关，防止高压损坏后端电路。芯片同时集成符合 IEC 61000-4-2 标准的 ESD 保护，接触放电 ±8kV、空气放电 ±15kV，浪涌耐受能力达 ±36V。CXUS7754 采用 WQFN-20L（3×3mm） 小封装，支持死电池模式，是 PC/笔记本、智能手机/平板、电视/显示器、USB-C 扩展坞等应用的理想保护方案。

1. 产品概述与市场定位

在 USB Type-C 接口设计中，VBUS 与 CC/SBU 引脚相邻，一旦发生短接，高压将直接冲击 PD 控制器、SBU MUX 或 AP/EC 等系统侧芯片，导致永久性损坏。CXUS7754 作为一款 USB Type-C 接口过压保护 IC，其核心优势在于 高集成度 和 超快保护响应。芯片内部集成了 4 个独立的 OVP 开关，分别对应 CC1、CC2、SBU1、SBU2 通道，每个通道均有独立的 OVP 比较器，当检测到过压时迅速断开开关，并通过 FLAGB 引脚向系统报告故障。CXUS7754 的 OVP 响应时间仅为 100ns（典型值），远超传统保护方案，能为后端敏感电路提供可靠的安全屏障。

CXUS7754 还具备 死电池支持 功能。当系统主电源未上电时，通过将 RPD_G1 短接至 CON_CC1、RPD_G2 短接至 CON_CC2，芯片可自动在 CC 引脚上呈现 Rd，使外部 Source 识别并提供 VBUS，实现无电充电。芯片的 低静态电流（20μA） 和 SBU 开关 200MHz 带宽，使其非常适合电池供电的便携设备。CXUS7754 采用 WQFN-20L 3×3mm 封装，是小尺寸、高可靠性 USB Type-C 接口保护的理想选择。

2. 主要特点与技术亮点

• 4 通道短接 VBUS 过压保护：对 CON_CC1、CON_CC2、CON_SBU1、CON_SBU2 提供独立的 OVP 保护，当输入电压超过阈值时迅速关断，防止高压损坏系统。
• IEC 61000-4-2 ESD 保护：CON_CC1/CON_CC2/CON_SBU1/CON_SBU2 以及 D1/D2 均具备接触放电 ±8kV、空气放电 ±15kV 的 ESD 保护能力。
• 高绝对最大额定值：CC/SBU 引脚可耐受高达 36V 的短时过压，确保在 PD 高压（最高 28V）场景下的安全。
• 100ns 超快 OVP 响应：当检测到过压时，内部开关在约 100ns 内关断，远快于传统方案，为后端芯片提供可靠保护。
• 低导通电阻：CC 开关 Ron 仅 255mΩ（典型值），SBU 开关 Ron 为 3.6Ω（典型值），信号衰减极小。
• 低静态电流：待机电流典型值 20μA，适合电池供电设备。
• 200MHz SBU 带宽：SBU 开关支持高达 200MHz 的信号带宽，适用于 DisplayPort 等高速备选模式。
• 死电池支持：通过 RPD_G1/RPD_G2 引脚外接电阻，在系统无电时呈现 Rd，使外部 Source 提供 VBUS，实现充电。
• FLAGB 故障指示：当发生过压或过温故障时，FLAGB 开漏输出拉低，通知系统采取相应措施。
• 过温保护（OTP）：当芯片结温达到 150°C 时关断开关，温度降低 20°C 后自动恢复。

3. 典型应用电路

CXUS7754 的典型应用电路包括：VDD（2.5V~5.5V）供电，VBIAS 外接 0.1μF 电容用于 ESD 保护，CON_CC1/CC2 和 CON_SBU1/SBU2 连接 Type-C 连接器侧，CC1/CC2 和 SBU1/SBU2 连接系统侧控制器或 MUX，D1/D2 连接 USB2.0 数据线，FLAGB 通过上拉电阻连接至系统 GPIO，RPD_G1/G2 用于死电池配置。通过合理布局，CXUS7754 可有效保护后端芯片免受高压和 ESD 损害。

图1. 典型应用电路（CXUS7754 USB Type-C 过压保护）

4. 引脚封装图

图2. CXUS7754 引脚封装图（WQFN-20L 3×3mm 顶部视图）

5. 极限参数与电气特性（设计参考）

符号	参数	最小值	最大值	单位
CON_CC1/CC2/SBU1/SBU2	连接器侧引脚	-0.3	36	V
VBIAS/RPD_G1/RPD_G2	偏置与死电池引脚	-0.3	36	V
CC1/CC2/SBU1/SBU2/VDD/FLAGB/D1/D2	系统侧引脚	-0.3	6	V
输出电流 (CC 开关)	—	-1.25	1.25	A
输出电流 (SBU 开关)	—	-100	100	mA
PD @ TA=25°C	功耗 (WQFN-20L)	—	3.33	W
θJA	结到环境热阻	—	30	°C/W
TJ	结温	—	150	°C
TSTG	存储温度	-65	150	°C
ESD (HBM)	人体模型	—	±2	kV
IEC 61000-4-2 接触放电	CON_CC/SBU/Dx	—	±8	kV
IEC 61000-4-2 空气放电	CON_CC/SBU/Dx	—	±15	kV
IEC 61000-4-5 浪涌	CON_CC/SBU	—	±36	V

参数	最小值	最大值	单位
VDD 供电电压	2.5	5.5	V
CON_CC/CC/RPD_G/D/FLAGB	0	5.5	V
CON_SBU/SBU	0	3.6	V
环境温度范围	-40	85	°C
结温范围	-40	125	°C

参数	条件	典型值	单位
VDD 欠压锁定	上升沿	2.2	V
静态电流	VDD=3.3V	20	μA
CC 开关导通电阻	VCC=5V	255	mΩ
SBU 开关导通电阻	—	3.6	Ω
CC OVP 阈值	CON_CC 上升	5.8	V
CC OVP 迟滞	—	60	mV
OVP 响应时间	—	100	ns
SBU 带宽	-3dB	200	MHz
过温保护阈值	结温	150	°C

6. 工作原理与设计指导

6.1 6 通道 IEC 61000-4-2 ESD 保护

CXUS7754 为 CC1、CC2、SBU1、SBU2、D1、D2 共 6 个引脚提供符合 IEC 61000-4-2 标准的系统级 ESD 保护。接触放电能力达 ±8kV，空气放电达 ±15kV，确保在用户频繁插拔 Type-C 连接器时，芯片能够承受静电冲击，保护后端敏感电路。VBIAS 引脚外接 0.1μF 电容，用于稳定 ESD 保护电路的工作点。

6.2 输入过压保护（OVP）

CXUS7754 对 CON_CC1、CON_CC2、CON_SBU1、CON_SBU2 四个引脚提供短接 VBUS 的过压保护。每个通道都有独立的 OVP 比较器，当输入电压超过 OVP 阈值（CC 典型 5.8V）时，内部开关在约 100ns 内迅速关断，防止高压损坏系统侧芯片。当输入电压回落至正常范围（带 60mV 迟滞）后，开关自动重新导通。如果任一通道触发 OVP，所有通道开关都会关断，确保系统安全。

6.3 过温保护（OTP）

芯片内部集成温度监测电路，当结温达到 150°C 时，自动关断 CC 和 SBU 开关，防止热损坏。温度下降约 20°C 后，开关自动恢复导通。OTP 事件发生时，FLAGB 引脚会拉低，通知系统。

6.4 死电池支持

CXUS7754 支持死电池模式。当系统侧没有足够电源为芯片供电时，可将 RPD_G1 短接至 CON_CC1，RPD_G2 短接至 CON_CC2。此时，芯片在 CC 引脚上呈现 Rd（约 5.1kΩ），使外部 Source 设备识别到 Sink 并输出 VBUS，实现无电充电。如果不需要死电池功能，将 RPD_G1 和 RPD_G2 接地即可。

6.5 FLAGB 引脚操作

FLAGB 为开漏输出，用于故障报告。当发生过压（OVP）或过温（OTP）事件时，FLAGB 引脚在约 20μs 内拉低，故障持续期间保持低电平，故障消失后约 5ms 释放。系统可通过上拉电阻连接至 GPIO，实时监测保护状态。

6.6 未使用引脚处理

如果设计中未使用 RPD_Gx 引脚、Dx 引脚或 NC 引脚（16、17），必须将其连接至 GND，以确保芯片正常工作并避免浮空引入噪声。

6.7 设备功能模式

CXUS7754 的功能模式如下表所示：

模式	VDD	RPD_Gx	TJ	FLAGB	CC 开关	SBU 开关
正常上电	>UVLO	—	<OT	High-Z	ON	ON
掉电（无死电池）	<UVLO	—	—	High-Z	OFF	OFF
掉电（死电池）	<UVLO	短接至 CON_CCx	—	High-Z	OFF	OFF
过温关断	>UVLO	—	>OT	Low	OFF	OFF
CC 过压	>UVLO	—	<OT	Low	OFF	OFF
SBU 过压	>UVLO	—	<OT	Low	OFF	OFF

6.8 热考虑

芯片的最大允许功耗取决于封装热阻、PCB 布局、气流和结温。WQFN-20L 3×3 封装的热阻 θ_JA 为 30°C/W（JEDEC 51-7 四层板），在 T_A=25°C 时最大功耗为 3.33W。设计时应确保结温不超过 125°C，必要时增加散热过孔和铜箔面积。

6.9 布局考虑

• 旁路电容（VDD 的 1μF 和 VBIAS 的 0.1μF）应尽量靠近芯片引脚，并连接到坚实的地平面，以最小化短接 VBUS 和 ESD 事件期间的电压扰动。
• USB2.0 和 SBU 走线应尽量笔直，减少锐角弯折。
• 芯片应尽可能靠近 Type-C 连接器放置，以缩短未保护走线长度。
• 受保护走线（芯片与连接器之间）应远离未保护走线，避免噪声耦合。
• 建议将 Dx 引脚过孔减少到另一层，并在同一层继续走线。

7. 基于 CXUS7754 的笔记本 Type-C 端口保护设计实例

设计目标：一款高端笔记本电脑，需要两个 Type-C 端口，均支持 PD 3.0 电源传输（最高 20V/5A）和 USB 3.2 Gen2 数据。要求每个端口具备过压保护和 ESD 保护，防止 VBUS 意外短接损坏 PD 控制器和 AP。

• 系统配置：每个 Type-C 端口使用一颗 CXUS7754。VDD 由系统 3.3V 供电，VBIAS 接 0.1μF 电容，CON_CC1/CC2 和 CON_SBU1/SBU2 连接连接器，CC1/CC2 和 SBU1/SBU2 连接 PD 控制器和 SBU MUX。D1/D2 连接 USB2.0 数据线。
• 保护配置：CXUS7754 的 4 通道 OVP 保护可确保在 VBUS 与 CC/SBU 短接时，100ns 内切断高压，保护后端 PD 控制器（如 CXUS7752S）和 AP。
• 死电池支持：将 RPD_G1 短接至 CON_CC1，RPD_G2 短接至 CON_CC2，实现笔记本电池完全耗尽时的 Type-C 充电唤醒。
• FLAGB 指示：FLAGB 通过 100kΩ 上拉至 3.3V，连接至 EC 的 GPIO，用于故障报警。
• ESD 保护：CXUS7754 提供 IEC 61000-4-2 接触 ±8kV、空气 ±15kV 的 ESD 保护，无需额外 TVS。

8. PCB 布局建议

• 电容放置：VDD 的 1μF 旁路电容和 VBIAS 的 0.1μF 电容应紧靠芯片引脚，并连接到低阻抗地平面。
• 连接器侧走线：CON_CC1/CC2、CON_SBU1/SBU2、D1/D2 走线应短而直，直接连接 Type-C 连接器，减少寄生电感。
• 受保护走线：芯片与连接器之间的走线应避免锐角，使用圆弧过渡，并远离未保护走线（如 VBUS 电源线）。
• Dx 引脚：建议将 Dx 引脚过孔减少到另一层，并在同一层继续走线，以保持信号完整性。
• 地平面：Exposed Pad 必须良好焊接至地平面，并使用多个过孔散热，确保 θ_JA 性能。
• ESD 防护：虽然芯片内置 ESD 保护，但建议在连接器侧靠近引脚处放置 TVS 或压敏电阻，增强系统级鲁棒性。

9. 订购信息与技术支持

CXUS7754 采用 WQFN-20L（3×3mm）封装，无铅、RoHS 合规。嘉泰姆电子提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持，包括评估板、参考设计和 FAE 现场支持。如需了解更多产品信息或获取设计支持，请访问嘉泰姆电子官网或联系我们的技术支持团队。