為什么要對(duì)USB3.0端口進(jìn)行ESD防護(hù)設(shè)計(jì)？

在各式各樣的端口規(guī)格中，USB應(yīng)該是使用最廣泛的一種應(yīng)用。其中，USB3.0端口因其具備的高速傳輸速率的優(yōu)點(diǎn)而更受有高畫質(zhì)、大容量存儲(chǔ)需求的電子產(chǎn)品的歡迎。 USB3.0有十倍于USB2.0的傳輸速率，這是因?yàn)樗褂昧烁冗M(jìn)的制程來(lái)設(shè)計(jì)與制造，但這也意味著USB3.0的控制芯片對(duì)ESD的耐受能力快速下降。由于USB3.0常被用來(lái)傳輸大容量的影音數(shù)據(jù)，它對(duì)防止數(shù)據(jù)丟包的要求更高。除此之外，USB端口都具有即插即用、隨拔即關(guān)。然而這個(gè)熱插入動(dòng)作卻也經(jīng)常是造成電子系統(tǒng)工作異常、甚至造成USB端口組件毀壞的元兇，因?yàn)槿珈o電放電(ESD)等瞬時(shí)噪聲就是來(lái)自這個(gè)熱插入動(dòng)作，而USB3.0芯片集成度高，很脆弱，易受靜電損壞。因此對(duì)USB3.0端口進(jìn)行ESD防護(hù)設(shè)計(jì)非常重要。

那么，USB3.0端口ESD靜電防護(hù)器件要怎么選？

需同時(shí)滿足以下幾種條件：

一、較低的結(jié)電容，以保證不會(huì)影響USB3.0端口的傳輸速率。

二、ESD器件的耐受能力高，能夠承受IEC 61000-4-2接觸模式8kV ESD的沖擊。

三、反應(yīng)迅速，將電壓鉗位在一個(gè)合理的范圍，使數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中不會(huì)發(fā)生丟包現(xiàn)象。

防護(hù)方案與碩凱器件

碩凱電子擁有豐富的ESD防護(hù)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)USB3.0靜電防護(hù)設(shè)計(jì)了以下電路圖，在這個(gè)方案中主要應(yīng)用到的兩種不同型號(hào)的TVS管保護(hù)器件：

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(jié)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(jié)電容（f=1MHz）：1.2pF；封裝為STO-143

在這個(gè)方案中，我們?cè)赨SB3.0的電源線，數(shù)據(jù)線共使用了2顆TVS對(duì)地做防護(hù)，來(lái)做靜電電壓鉗位。這兩款TVS管的結(jié)電容均較小，滿足USB3.0的高速傳輸。 TVS管的反應(yīng)時(shí)間為ns級(jí)別，殘壓低。同時(shí)小封裝的TVS管也滿足USB芯片集成度高的特點(diǎn)，占用PCB板小。

碩凱方案應(yīng)用場(chǎng)合：

碩凱電子擁有十余載的電路保護(hù)技術(shù)，配備設(shè)備齊全的EMC實(shí)驗(yàn)室，所設(shè)計(jì)的USB3.0端口ESD防護(hù)方案可靠性經(jīng)過(guò)真實(shí)工作環(huán)境的模擬與大量的數(shù)據(jù)驗(yàn)證，能夠應(yīng)用在各種場(chǎng)合，如：

1、筆記本電腦、PAD、家用臺(tái)式電腦、工業(yè)電腦

2、槍機(jī)設(shè)備

3、網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)

4、機(jī)頂盒

5、移動(dòng)手持設(shè)備

6、電視

7、車載

8、其他含USB2.0端口設(shè)備

9、DVD刻錄機(jī)