矽力杰USB2.0接口ESD保护方案

 

 

 

随着PC、智能手机等通讯设备对于数据传输需求不断增加，USB 2.0被广泛应用于这些场景。USB 2.0凭借其用户友好性和可提供高速数据传输的能力，在PC、消费电子和移动设备中成为不可或缺的接口。USB2.0可提供高达480Mbps的传输速率（高速），同时支持1.5Mbps（低速）和12Mbps（全速）。USB 2.0包括四条线：两条数据线（D+和D-），用于数据传输；总线电压（VBUS）和地线（GND）。

 

 

ESD保护的重要性

USB 2.0端口支持热插拔操作，在插入或拔出任何USB外设时会产生静电放电（ESD），USB 2.0端口因此极易受到损害。USB 2.0端口中使用的高速数据信号会在0V到+0.5V之间变化，最大数据速率为480Mbps。在此数据速率下，任何额外的寄生电容都会导致信号干扰，而矽力杰ESD保护方案能在不损害高速数据线性能的情况下保护USB 2.0的敏感组件。

 

矽力杰USB2.0保护方案

VBUS线路保护：VBUS引脚将导通一个5V直流电源，需要至少具有5V工作电压的ESD保护，以确保正常操作中不会发生击穿。

D+和D-数据线保护：D+和D-数据线将传递480Mbps差分信号，需要低电容ESD保护以支持高速信号。

USB2.0保护最重要的问题之一是钳位电压（VC）。较低的钳位电压意味着更快的响应时间和对受保护器件的较小压力。其中SYT32S05DWD的VC典型值为4.5V@ TLP16A，可以极大地提高保护能力。

*典型TLP测试曲线

寄生电容是USB 2.0数据传输的另一个关键参数。由于USB 2.0可以达到480Mbps的数据传输速率，如果寄生电容太大，可以监测和测量明显的插入损耗或眼图。其中SYT13S03SMD的每个I/O引脚到GND的电容是0.42pF，可以保证传输的信号不会恶化。根据电容与数据速率之间的关系，小于5pF的寄生电容可以支持高达480Mbps的数据传输，因此超低电容（0.42~1.2pF）为USB 2.0高速应用提供了更好的设计选择。

此外浪涌保护能力也是一个需要重点考虑的因素。当系统对浪涌能力要求很高的时候，SYT31S05/SYT32S05系列产品可以通过高达15A浪涌电流，提供最高可达38V的浪涌保护水平。

矽力杰USB2.0接口ESD保护方案