USB3.0靜電防護方案
2020-08-13隨著芯片大廠英特爾2012年推出Ivy Bridge新平臺,芯片組支持USB 3.0,確認USB 3.0成為主流規(guī)格,預計在新的操作系統(tǒng)Windows 8發(fā)酵下,將促成USB 3.0快速地普及化。 USB 3.0的數據傳輸速度達到5Gbps,比USB 2.0快上十倍。為實現如此高速的傳輸速度,USB 3.0控制芯片必須使用最先進的半導體制程技術,所使用的組件閘極氧化層很薄且接面很淺,造成USB 3.0的控制芯片對ESD的耐受能力快速下降。
另一個問題在于使用者最普遍的USB應用就是隨插即用、隨拔即關,然而這個熱插拔(Hot Plug)動作卻也經常是造成電子系統(tǒng)工作異常,甚至造成USB控制芯片毀壞的元兇。因為在熱插拔中,由于接口端的訊號線已經帶電,本身就像是個帶電的大電容會在接觸系統(tǒng)時作放電動作。這種現象等同于靜電放電效應,會對系統(tǒng)產生嚴重破壞,我們一般稱這種現象為直接放電(Direct Injection)
針對USB3.0的這種ESD防護需求,碩凱電子工程師們設計了一種高性價比和可靠性的電路防護方案,能夠有效解決USB3.0接口靜電放電危害:
圖:USB3.0防護方案電路圖解
瞬態(tài)抑制二極管(TVS)
TVS1【ULC3304P10】Vrwm:3.0V;Vb:4.0V;防靜電能力(接觸/空氣):30KV/30KV;結電容
(f=1MHz):0.5pF;封裝為DFN2510P10
TVS2【ESD05V14T-LC】Vrwm:5.0V;Vb:6.0V;防靜電能力(接觸/空氣):8KV/15KV;結電容
(f=1MHz):1.2pF;封裝為STO-143
三、方案應用
1、筆記本電腦、PAD、家用臺式電腦、工業(yè)電腦
2、槍機設備
3、網絡打印機
4、機頂盒
5、移動手持設備
6、電視
7、車載
8、其他含USB2.0端口設備
9、DVD刻錄機
四、方案說明與注意事項
1、在USB3.0的電源線,數據線共用2顆TVS對地做防護,鉗位靜電電壓
2、該TVS管的結電容小于0.8pF,滿足USB3.0的高速傳輸
3、反應時間為ns級別,殘壓低
4、集成度高,占用PCB板小
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