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        USB 3.0的電路保護方案攻略

        作者: 時間:2013-12-04 來源:網絡 收藏
        敏感的電子設備構成威脅。將過壓保護器件(如PolyZen聚合物保護齊納二極管器件)放置在所有供電設備的電源輸入端(特別是在VBUS端口),有助于保護設備免遭過壓事件造成的損壞。

          對于 設備,PolyZen器件可安裝在輸入端口的VBUS上、Powered-B插頭的DPWR端口、桶形插座電源端口、以及USB集線器的VBUS輸入端。

          必須注意,USB 不再支持總線供電集線器而僅支持自供電集線器。在USB 應用中,需要一個電源來為集線器的所有端口供電。如果在集線器的輸入端使用一個直流電源連接器,那么就必須安裝一個器件來保護集線器免受過壓事件的損害,如未穩(wěn)流或錯誤電源、反向電壓和瞬態(tài)電壓。

          圖2顯示了如何在VBUS上安裝PolyZen器件以及在一個典型USB電路上安裝6個低電容值PESD器件,才能幫助提供綜合過壓保護方案。

          USB 3.0的電路保護方案攻略

          圖2:綜合的設備側過壓保護解決方案

          USB 3.0的ESD保護

          瞬態(tài)過壓經常是由ESD引起的,它可能會出現在電源總線和數據線上。盡管現代IC可對抗高達2000V的高壓,但人體很容易產生出高達25000V的靜電。在I/O端口保護應用中,數據線上的ESD器件必須具備以下特性:快速箝位、快速恢復響應和極低電容值。

          現有的USB 2.0協議允許高達480Mbps的數據傳輸速率,并支持即插即用、熱插拔安裝和運行。與之相比,USB 3.0規(guī)范允許高達5Gbps的數據傳輸速率,并向后支持較低速的USB 2.0規(guī)范。

          USB 3.0增加了4個接到連接器的新引腳,以支持新的SuperSpeed接口:USB3_TX(差分對)和USB3_RX(差分對)。

          USB 3.0的SuperSpeed接口與USB 2.0相比,要求更低電容值的ESD保護器件。增加極低電容值的PESD器件可以幫助最小化插入損耗,以滿足USB 3.0的眼圖要求。憑借0.2pF的典型電容值和大于6GHz的平坦插損區(qū)域,PESD器件能夠支持USB 3.0應用的要求,并處理大量ESD瞬態(tài)電壓沖擊。

          與大多數傳統的MLV(多層變阻器)或TVS(瞬態(tài)電壓抑制器)二極管技術相比,PESD器件可提供更低的電容值,而且其低觸發(fā)和低箝位電壓也有助于保護敏感的電子元件。PESD器件適用于USB 2.0高速D+和D-信號線以及USB 3.0 SuperSpeed信號線的ESD保護。在方案中增加PESD器件可提升保護級別,從而滿足IEC61000-4-2規(guī)范要求。該規(guī)范規(guī)定接觸模式的ESD測試標準是8kV(典型)/15kV(最大),空氣放電模式的ESD測試標準是15kV(典型)/25kV(最大) 。

          USB 3.0的電路保護方案攻略

          圖3:一個綜合的USB 3.0方案。

        綜合電路保護方案

          在USB應用中,一個綜合保護方案可用來增強對高電流、高電壓和ESD瞬態(tài)電壓沖擊的保護。圖3和4顯示了適用于USB 3.0和Powered-B連接器設計的電路保護器件。

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        關鍵詞: USB 3.0 電路保護

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