USB2.0單/雙接口ESD靜電浪涌保護(hù)方案

為了支持與主機(jī)設(shè)備及其創(chuàng)新功能進(jìn)行超高速通信的現(xiàn)代需求，USB接口技術(shù)由USB1.1、USB 2.0、USB 3.0、USB 3.1、USB 3.2（Gen 1、Gen 2、Gen 2x2）、USB Type-C發(fā)展到到如今超火的USB 4。盡管新版本的USB接口技術(shù)能夠滿足更高數(shù)據(jù)速率和更高功率傳輸水平的需求，但是USB 2.0接口技術(shù)在眾多電子設(shè)備中仍然是非常受歡迎的。Universal Serial Bus2.0，簡(jiǎn)稱USB2.0，中文：通用串行總線，是一種應(yīng)用在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的接口技術(shù)。USB2.0接口傳輸速度快（低速1.5Mbps、全速12Mbps、高速480Mbps），支持熱插拔以及連接多個(gè)設(shè)備的特性，在遙控器，打印機(jī)，相機(jī)，揚(yáng)聲器，鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等各類外部設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。

USB 2.0 接口配置

從圖中可知，USB 2.0具有4線接口，其中VBUS 通過(guò)電纜從主機(jī)到連接的設(shè)備提供5V和 500mA電源，D+和D-引腳負(fù)責(zé)傳輸差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)。在正常工作條件下，這些差分線路上的電壓可以達(dá)到5V。第四個(gè)引腳為GND接地引腳。由于USB2.0設(shè)備要求隨插即用、隨拔即關(guān)，那么在這個(gè)熱插拔過(guò)程中，產(chǎn)生的靜電放電（ESD）會(huì)導(dǎo)致電子系統(tǒng)工作異常，甚至造成USB2.0連接端口后級(jí)設(shè)備毀壞。因此，我們必須保護(hù)USB 2.0端口免受靜電放電（ESD）的威脅。接下來(lái)，東沃電子技術(shù)從USB2.0單/雙接口應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)設(shè)計(jì)靜電ESD保護(hù)方案，為USB2.0接口的穩(wěn)定性和安全性護(hù)航。

一、USB2.0單接口靜電浪涌保護(hù)方案

1）USB 2.0單接口靜電浪涌保護(hù)方案用分立式ESD二極管

從方案圖中可知，USB2.0供電端VBUS選用ESD二極管DW05DP-S，工作電壓為5V、擊穿電壓5.7V、鉗位電壓15V、最大浪涌峰值電流可達(dá)100A、DFN1610-2L封裝。在高速差分?jǐn)?shù)據(jù)線D+和D-靜電保護(hù)中，東沃技術(shù)選用DW05DLC-B-S，工作電壓為5V、擊穿電壓6V、鉗位電壓18.3V、最大浪涌峰值電流可達(dá)17A、SOD-323封裝、低結(jié)電容1pF，確保傳輸信號(hào)完整性，符合IEC 61000-4-2 (ESD) ±30kV（空氣）和 ±30kV（接觸）標(biāo)準(zhǔn)。

2）USB 2.0單接口靜電浪涌保護(hù)方案用集成式ESD二極管

從方案圖中可知，東沃電子技術(shù)推薦選用集成式ESD二極管DW05R-E作為靜電浪涌防護(hù)。DW05R-E是一款可以同時(shí)保護(hù)VBUS和D+/D-引腳的靜電浪涌保護(hù)器件，工作電壓為5V、擊穿電壓6V、鉗位電壓16V、最大浪涌峰值電流可達(dá)6.5A、SOT-143封裝，符合IEC 61000-4-2 (ESD) ±15kV（空氣）和 ±8kV（接觸）標(biāo)準(zhǔn)，具有0.4pF超低結(jié)電容，確保傳輸信號(hào)完整性，非常適合USB2.0高速數(shù)據(jù)傳輸。

二、USB2.0雙接口靜電浪涌保護(hù)方案

在很多應(yīng)用場(chǎng)景中，需要配備兩個(gè)及多個(gè)USB2.0接口，由于空間受限，不可能使用過(guò)多的保護(hù)器件。從方案圖中可知，東沃技術(shù)推薦選用1顆集成式ESD二極管DW05-4RVLC-E和2顆自恢復(fù)保險(xiǎn)絲DW-NSM050來(lái)保護(hù)兩路USB2.0接口，提高設(shè)計(jì)能力。東沃DW05-4RVLC-E帶4路I/O數(shù)據(jù)線保護(hù)，可以同時(shí)保護(hù)2路USB2.0數(shù)據(jù)口，工作電壓為5V、擊穿電壓6V、鉗位電壓12V、最大浪涌峰值電流可達(dá)4A、其結(jié)電容低至0.5pF，保證高速信號(hào)的完整傳輸；符合IEC 61000-4-2 (ESD) ±20kV（空氣）、±12kV（接觸）標(biāo)準(zhǔn)；采用SOT-23-6L封裝，節(jié)省安裝空間。東沃DW-NSM050在電路中起到過(guò)流保護(hù)作用，可承受的最大工作電流500mA，耐壓6V，靜態(tài)電阻最小0.7Ω。

以上是USB 2.0 接口靜電浪涌保護(hù)常用方案，如有特殊需求，歡迎前來(lái)探討。浪涌靜電保護(hù)方案，找東沃電子，電路防護(hù)不迷路！東沃USB 2.0 接口靜電浪涌保護(hù)方案中選用到的ESD二極管DW05DP-S、DW05DLC-B-S、DW05R-E、DW05-4RVLC-E和自恢復(fù)保險(xiǎn)絲DW-NSM050，東沃電子已全面量產(chǎn)、品質(zhì)穩(wěn)定、高可靠性、交期迅速、廠家價(jià)格、免費(fèi)樣品、免費(fèi)EMC測(cè)試、免費(fèi)方案整改設(shè)計(jì)、免費(fèi)選型，歡迎廣大新老客戶前來(lái)咨詢！

審核編輯：湯梓紅