盤點(diǎn)USB接口靜電防護(hù)器件選型要點(diǎn)

USB Type-C，是伴隨著USB3.1標(biāo)準(zhǔn)所一起問世的，就是USB3.1下的一種接口型號。作為最新的USB規(guī)范，USB3.1這項(xiàng)由英特爾等大公司所發(fā)起的規(guī)范將數(shù)據(jù)傳輸速度提升至10Gbps，新技術(shù)還使用了一個(gè)更高效的數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)，并提供有效數(shù)據(jù)吞吐率，完全向下兼容現(xiàn)有的USB連接器和線纜，它同時(shí)兼容現(xiàn)有的USB3.0軟件堆棧和設(shè)備協(xié)議、5Gbps的集線器與設(shè)備、USB 2.0產(chǎn)品。一起以USB Type-C的接口防護(hù)為切入點(diǎn)看USB接口靜電防護(hù)方案設(shè)計(jì)及靜電防護(hù)器件選型要點(diǎn)。

從產(chǎn)品應(yīng)用來看，幾乎所有的USB接口都會應(yīng)用到靜電元件，一個(gè)新手工程師最基本的是要掌握電子產(chǎn)品的防護(hù)需求、電路保護(hù)器件工作原理以及選型要點(diǎn)等。本篇小碩著重為新手工程師普及有關(guān)靜電元件的基礎(chǔ)知識：USB接口靜電防護(hù)器件該如何選型?是選擇還是貼片壓敏電阻?靜電保護(hù)元件的產(chǎn)品選型最終還是要根據(jù)各個(gè)客戶的具體需求選擇適合的ESD型號。

USB Type-C 接口的全部關(guān)鍵特性集成到一個(gè)僅 1.2 mm x 1.2 mm 的超小型 WLCSP 封裝中。由于具有體積小巧、待機(jī)功耗極低的特點(diǎn)，該解決方案非常適合具有新型 USB 接口特性的下一波移動產(chǎn)品、軟件狗、旅行適配器、PC、配件和可穿戴設(shè)備。

Type-C需要注意的問題點(diǎn)：

1、高達(dá)10Gbps的傳輸速度必然導(dǎo)致端口的EMI輻射超標(biāo)嚴(yán)重;

2、Type-C電壓范圍廣、功率大、速度快特征對端口防護(hù)器件有了更高要求;

USB接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能，因此其靜電防護(hù)的等級必然要高，而具備反應(yīng)速度快、電容值低、體積小、封裝多樣化，節(jié)省了占板空間(能滿足不同產(chǎn)品應(yīng)用)、漏電流低，延長了電池壽命、電壓值低等優(yōu)勢的靜電防護(hù)器件ESD靜電二極管自然就成為了USB接口的靜電防護(hù)首選。

從產(chǎn)品應(yīng)用來看，幾乎所有的USB接口都會應(yīng)用到靜電元件，F(xiàn)AE工程師最基本的是要掌握電子產(chǎn)品的防護(hù)需求、電路保護(hù)器件工作原理以及選型要點(diǎn)等。電路保護(hù)器件的選型其實(shí)并不麻煩，了解產(chǎn)品的防護(hù)需求、防護(hù)等級就能知道是要選擇放電管、TVS二極管、壓敏電阻還是PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲、ESD靜電二極管，之后在遵循各個(gè)電路保護(hù)器件的選型原則以及工作電壓、電流等因素確定最終的型號即可。

靜電保護(hù)元件的產(chǎn)品選型最終還是要根據(jù)各個(gè)客戶的具體需求選擇適合的ESD型號。在為客戶選型和提供產(chǎn)品方案的時(shí)候，一定要切記，遵循以下兩個(gè)原則：

1.Vdrw≥電路上的工作電壓

2.根據(jù)應(yīng)用端口，防護(hù)等級選擇貼片壓敏或者是二極管，根據(jù)傳輸頻率選擇電容值，頻率越高，器件的容值就要越低，容值太大容易造成信號丟包，因此，一定要根據(jù)自身需求選擇最適合的ESD。

要用在USB端口的ESD防護(hù)組件必須同時(shí)符合下面三項(xiàng)要求：

第一、ESD防護(hù)組件本身的寄生電容必須要小，這樣才能夠確保數(shù)據(jù)傳輸不丟包，不影響USB接口的傳輸速率;

第二、防護(hù)組件對ESD的耐受能力必須要高，最少要能承受IEC 61000-4-2接觸模式8kV ESD的轟擊。

第三、也是最重要的一項(xiàng)要求，防護(hù)組件在ESD事件發(fā)生期間所提供的箝制電壓必須要夠低，不能造成傳輸數(shù)據(jù)的損壞。

以上三項(xiàng)要求缺一不可，缺少了任何一個(gè)要項(xiàng)，USB端口就無法被完善地保護(hù)。