怎么保护无人机USB Type-C充电接口免受浪涌静电威胁和损坏?

 

 

无人机不仅以高科技、低成本的方式实现人们的“飞行梦想”，同时也以“俯瞰”的视角记录着我们的日常生活。在5G和人工智能的技术浪潮中，无人机迎来新的机遇，比如要更快地实现影像数据的传输，进一步扩大无人机的飞行距离和控制范围等。无人机是由飞机机体、飞控系统、数据链系统、发射回收系统、电源系统等组成的。无人机及其遥控器有多个端口（接口），比如USB Type-C接口（供电池充电）、通信天线端口、SD存储卡端口（用于保存照片/视频）等等。当无人机运行工作时，这些通信数据端口（接口）很容易受到ESD静电放电事件的威胁，损坏无人机内部复杂的电路，导致故障，甚至造成严重的人身伤害或财产损失。可见，无人机ESD静电放电防护至关重要，不容忽视。接下来，东沃电子技术从无人机USB Type-C充电接口、通信天线端口和SD存储卡端口进行ESD静电放电保护方案设计及ESD二极管选型推荐详解。

 

无人机USB Type-C充电接口ESD静电放电保护方案图

无人机USB Type-C充电接口ESD静电放电保护

 

USB Type-C接口可以利用USB供电（USB PD),提供高达100W功率、5A电流和20V电压,支持快速充电。如果不需要USB PD，也可以使用接口线VBUS进行充电，支持5V/3A，提供15W 功率。在USB Type-C充电接口配置中，需要对VBUS和CC引脚都进行静电保护。VBUS线静电保护东沃电子技术推荐选用ESD二极管DW24P4N3-S，工作电压24V、击穿电压26V、峰值脉冲电流150A、钳位电压32V、DFN2020-3L小型封装，符合IEC 61000-4-2 (ESD)±30kV（空气）/±30kV（接触）标准。

 

DW24P4N3-S

在 USB Type-C接口中，CC引脚有两个，一个用于方向检测，另一个用于启动功率传输。由于VBUS引脚位于CC引脚旁边，距离非常近，极易发生接触短路。如果VBUS引脚中存在电压浪涌，那么CC引脚也容易受到浪涌的影响。保护CC引脚，东沃电子技术推荐选用ESD二极管DW24DF-B-S，工作电压24V，击穿电压26.7V、峰值脉冲电流9A、钳位电压39V、动态电阻低至0.2Ω，保证CC信号完整性。同时，DW24DF-B-S符合IEC 61000-4-2 (ESD)±30kV（空气）/±30kV（接触）标准，采用DFN1006-2L超小型封装，节省安装空间。

DW24DF-B-S

无人机通信天线端口ESD静电放电保护方案图

无人机通信天线端口ESD静电放电保护方案图

无人机是通过无线电频率（需要天线来发送、接收无线电信号）与其遥控器进行通信，一般使用900MHz至2.4GHz传输信号来进行无线电和GPS通信的。因此，无人机天线接口静电防护需要选用超低结电容ESD静电保护器件来保证高频信号的完整性。在无人机通信天线端口ESD静电放电保护方案中，东沃电子技术推荐选用超低电容ESD二极管DW05DGCMS-BH-E，结电容只有0.15pF，在抑制ESD静电的同时为无线信号的可靠传输提供保障。同时，DW05DGCMS-BH-E符合IEC 61000-4-2 (ESD)±12kV（空气）/±12kV（接触）标准，采用DFN0603-2L超小型封装，节省安装空间。

DW05DGCMS-BH-E

 

无人机SD存储卡端口ESD静电放电保护方案图

无人机SD存储卡端口ESD静电放电保护方案图

 

由于SD存储卡插槽中有裸露的引脚，极易受到ESD静电放电的影响。从东沃无人机SD存储卡端口ESD静电放电保护方案图可知，东沃电子推荐选用ESD二极管DW05-4R-S，为4个I/O 提供保护，每条数据线路的典型结电容仅为0.75pF，为高速图像数据传输的完整性提供了保障。时钟接口部分，东沃电子技术推荐选用DW05DTF-BL-S，0.9pF超低结电容，保证时钟频率传输可靠性，同时符合 IEC 61000-4-2 (ESD)±15kV（空气）/±15kV（接触）标准。

 

以上是无人机通信数据端口ESD静电放电保护典型方案图，如有特殊需求，欢迎前来探讨。浪涌静电保护方案，找东沃电子，电路防护不迷路！东沃无人机通信数据端口ESD静电放电保护电路图中选用到的ESD二极管DW24P4N3-S、DW24DF-B-S、DW05DGCMS-BH-E、DW05-4R-S、DW05DTF-BL-S，已全面量产、品质稳定、高可靠性、交期迅速、厂家价格、免费样品、免费EMC测试、免费方案整改设计、免费选型！

DW05-4R-S、DW05DTF-BL-S