不可不知的USB2.0/USB3.0/HDMI静电防护方案

静电防护电路在电子产品/设备的电路板上是十分常见的应用电路，今天就让我们一探究竟。

FAE电子工程师对所以的端口进行了静电防护设计，其中包括usb2.0静电防护方案、USB3.0静电防护方案以及HDMI静电防护方案，下面将对这些静电防护方案的保护电路进行分析。

1、USB2.0静电防护方案

一、应用背景

1、USB2.0需要支持热插拔

2、传输速率高达480Mbps，不容许数据丢包

3、USB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

瞬态抑制二极管（TVS）

【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SOT-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USB2.0的电源线，数据用1颗TVS对地做防护，钳位静电电压

2、该TVS的结电容小于1.2pF，在USB2.0最高速率480Mbps时都可以完成传输信号

3、该TVS管封装为SOT-143，体积小，节约PCB空间，便于工程师设计

2、USB3.0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

3、HDMI静电防护方案

一、应用背景

1、HDMI需要支持热插拔

2、HDMI传输速率较高

3、HDMI芯片脆弱，易静电损坏

二、防护方案与硕凯器件

 

瞬态抑制二极管

TVS1【ULC0524P】Vrwm：5.0V；Vb：6.0V；防静电能力（接触/空气）：8KV/15KV；结电容（f=1MHz）：0.8pF；封装为DSON-10

TVS1【ULC3304P10】Vrwm：3.3V；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【SR05-4A】Vrwm：5.0V；Vb：6.0V；防静电能力（接触/空气）：8KV/15KV；结电容（f=1MHz）：1.0pF；封装为STO-26

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、机顶盒

4、移动手持设备

5、电视

6、车载

7、DVD刻录机

8、其他含HDMI端口设备

四、方案说明与注意事项

1、分别在HDMI的数据线，时钟频率等传输线用TVS对地做防护，钳位静电电压

2、该TVS的结电容小于0.8pF，在HDMI最高传输速率时都可以完整传输信号

3、该TVS封装为DSON-10，体积小，节约PCB空间，便于工程师设计