HDMI接口的进化与防静电ESD对策

 

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一.HDMI接口故障现象

上海雷卯常接到工程师反应HDMI接口故障现象,归纳故障现象大概有如下几种情况：

·做ESD认证测试，打静电没过，屏幕上出现闪烁、扭曲、花屏或黑屏的情况。

·图像模糊、颜色失真、画面噪点或声音杂音的问题。

·HDMI接口的金属引脚受损，例如弯曲、断裂。

·HDMI接口内部电子元件造成损坏，导致整个设备无法启动或出现其他故障。

二.分析故障原因

HDMI接口是一种高速数字接口，在日常使用中，人体静电放电或其他外部电源的静电放电可能会对接口和连接的设备造成损害。另外HDMI接口通常连接到电视、显示器、投影仪等设备，这些设备对静电放电非常敏感。同时根据雷卯工程师整改案例总结有如下原因：

·HDMI接口处没有放ESD 二极管

·ESD二极管选择不合适， 本来接口应选用3.3V ESD二极管，且选择5V,导致IC没受到应有保护。

因此，如果没有做好ESD保护，就会出现以上故障情况。

 

为了确保HDMI接口和连接的设备的稳定性、可靠性和寿命，使用ESD二极管保护器件是非常必要的。它可以有效地防止静电放电对设备造成损坏，并提供符合标准要求的保护水平。那么ESD二极管怎么选择呢。

三.选择ESD保护二极管的关键参数

选择适合HDMI接口的ESD保护二极管要考虑的关键参数包括：

1. 寄生电容Cj ：

HDMI 1.0-1.2：数据速率最高可达4.95 Gbps。

HDMI 1.3-1.4：数据速率可达10.2 Gbps。

HDMI 2.0-2.1：数据速率最高可达18 Gbps。

在选择ESD保护二极管为确保TMDS线的信号完整性时，寄生电容成为最重要的参数之一。当选择适合HDMI 的ESD保护二极管时，首先考虑二极管结电容，确保二极管的电容符合TMDS线允许的电容预算，进行选择时，要找小于0.5pF。

2. 钳位电压Vc

ESD(静电放电)二极管的钳位电压是指在其工作时，当受到静电冲击时，二极管将开始导通并将其两端的电压钳制在一个相对稳定的水平上，称为钳位电压。ESD二极管的钳位电压通常在数据手册中有详细说明。一般来说，ESD二极管的钳位电压越低越好，因为这意味着它可以更快地对抗静电放电并且对受保护的器件造成的压力更小。

HDMI接口ESD 是选择3.3V 还是5V根据 输出HDMI接口的控制器接口能承受的电压水平，这一点很重要。上海雷卯有5V /3/3V DFN2510封装ESD:ULC0524P,ULC3304P10,和3.3V 带回扫的PUSB3FR4，参考下图方案。

3. IEC 61000-4-2 (ESD)

ESD有15KV,和30KV.，可以根据需求选择。

四.HDMI2.0静电保护方案