基于ESD的USB 3.0端口的保護方案設計

USB 3.0的SuperSpeed接口需要比USB 2.0電容更低的ESD保護。增加極低電容PESD器件可以減小插入損耗，滿足USB 3.0的眼圖要求。PESD器件的典型電容為0.2pF，超過6 GHz范圍內插入損耗平穩，同時可以應對各種ESD瞬態。

　　與多數傳統MLV(多層變阻器)或TVS(瞬態電壓抑制)二極管技術相比，PESD器件具有更低的電容，而其低觸發電壓和低鉗位電壓也有助于保護敏感電子元件。該器件適用于USB2.0的高速D+和D-信號線和USB 3.0的SuperSpeed信號線。在電路保護設計方案中增加PESD器件可以實現滿足IEC61000-4-2標準要求的保護水平，該標準規定接觸模式為8kV (典型)/15kV(最大)，規定空氣放電模式為15kV(典型)/25kV(最大)。

　　協同電路保護

　　協同電路保護設計可用于改善對USB應用中大電流、高電壓和ESD瞬態的保護。圖5和圖6給出了USB 3.0設計方案需要的附加電路器件，并與USB 2.0設計方案進行了比較。

　　器件推薦

　　PolySwitch過流保護器件可以幫助設計人員滿足USB 3.0規范的大電流要求并提供簡單、節省空間的解決方案。PESD器件具有高速數據傳輸應用所需的低電容(一般為0.2pF)和電子行業最普遍的外形尺寸。PolyZen器件能為設計人員提供傳統鉗位二極管的易用性，又不需要大量的散熱。這種單一器件有助于對使用不正確電源提供保護，也能防止因過流事件而造成損傷。

　泰科電子建議在ESD保護中使用以下器件：

　　USB 2.0高速D+/D-線和USB 3.0 SuperSpeed線：

　　● PESD0402-140 (EIA 0402規格)

　　● PESD0603-240 (EIA 0603規格)

　　5VDC線：

　　● PESD: PESD0402-140 (EIA 0402規格)，或

　　● MLV: MLV0402-120-E120、MLV0402-180-E030或

　　MLV0603-130M-C201

　　泰科電子建議在USB過流保護中使用的器件如表1所示。

　　泰科電子建議在所有USB受電設備上安裝過壓保護器件，特別是VBUS端口上，如表2所示。