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硕凯方案:USB3.0接口的静电放电保护

2020-08-13

瞬态过电压经常是由ESD引起的,它可能会出现在电源总线和数据线上。尽管现代IC可对抗高达2000V的高压,但人体很容易产生出高达25000V的静电。在I/O端口保护应用中,数据线上的ESD器件必须具备以下特性:快速嵌位、快速恢复响应和极低电容值。


现有的USB2.0协议允许高达480Mbps的数据传输速率,并支持即插即用、热插拔安装和运行。与之相比,USB3.0规范允许高达5Gbps的数据传输速率,并向后支持较低速的USB2.0规范。因此,USB3.0接口与USB2.0相比需要更低容值的ESD保护器件。硕凯USB3.0静电放电保护方案中使用的TVS管是ULC3304P10、ESD05V14T-LC能够处理大量ESD瞬态电压冲击,具有较低的电容值和嵌位电压有助于保护USB3.0接口电路中的敏感电子元件。下面是硕凯电子FAE工程设计的USB3.0接口的静电放电保护电路图:



D.png


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


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


USB3.0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


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