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针对USB3.0设计的静电防护方案
电子保护器件 | 2018-04-23 14:20:14    阅读:29   发布文章

随着芯片大厂英特尔2012年推出Ivy Bridge新平台,芯片组支持USB 3.0,确认USB 3.0成为主流规格,预计在新的操作系统Windows 8发酵下,将促成USB 3.0快速地普及化。USB 3.0的数据传输速度达到5Gbps,比USB 2.0快上十倍。为实现如此高速的传输速度,USB 3.0控制芯片必须使用最先进的半导体制程技术,所使用的组件闸极氧化层很薄且接面很浅,造成USB 3.0的控制芯片对ESD的耐受能力快速下降。

另一个问题在于使用者最普遍的USB应用就是随插即用、随拔即关,然而这个热插拔(Hot Plug)动作却也经常是造成电子系统工作异常,甚至造成USB控制芯片毁坏的元凶。因为在热插拔中,由于接口端的讯号线已经带电,本身就像是个带电的大电容会在接触系统时作放电动作。这种现象等同于静电放电效应,会对系统产生严重破坏,我们一般称这种现象为直接放电(Direct Injection)。本文将介绍硕凯电子针对USB3.0设计的静电防护方案


一、应用背景

1、USB3.0需要支持热插拔

2、传输效率比USB2.0高10倍左右,对数据传输容错率有更严格的要求

3、USB3.0芯片集成度高,很脆弱,易受静电损坏

二、防护方案与硕凯器件

图:USB3.0防护方案电路图解

瞬态抑制二极管(TVS)

TVS1【ULC3304P10】Vrwm:3.0V;Vb:4.0V;防静电能力(接触/空气):30KV/30KV;结电容

(f=1MHz):0.5pF;封装为DFN2510P10

TVS2【ESD05V14T-LC】Vrwm:5.0V;Vb:6.0V;防静电能力(接触/空气):8KV/15KV;结电容(f=1MHz):1.2pF;封装为STO-143

三、方案应用

1、笔记本电脑、PAD、家用台式电脑、工业电脑

2、枪机设备

3、网络打印机

4、机顶盒

5、移动手持设备

6、电视

7、车载

8、其他含USB2.0端口设备

9、DVD刻录机

四、方案说明与注意事项

1、在USB3.0的电源线,数据线共用2颗TVS对地做防护,钳位静电电压

2、该TVS管的结电容小于0.8pF,满足USB3.0的高速传输

3、反应时间为ns级别,残压低

4、集成度高,占用PCB板小

了解更多静电保护方案,请直接进入硕凯电子网址咨询在线客服http://www.socay.com/。


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