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LVDS 的 ESD 保護

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USB2.0接口保護方案

USB2.0 端口常用于提供電源，并經(jīng)常為外設以及便攜電子產(chǎn)品充電。

根據(jù) USB2.0 標準，USB 的電源應當在 4.75V 至 5.25V 之間，提供至少為 0.5A 的連續(xù)電流。

USB2.0典型的故障包：感應式尖峰電壓、連接到高電壓充電器上（用戶操作失誤）、連接到供電質(zhì)量遭受污染的電源。

感應發(fā)生的電壓尖峰值可以超過 8V ，并損壞未采取保護措施的外設。尖峰電壓現(xiàn)象發(fā)生在電源總線上存在一定的電感且電流發(fā)生了快速變化的情況下。

電流的快速改變可能來自于外設熱插拔、內(nèi)部系統(tǒng)關(guān)機、或其它內(nèi)部供電波動現(xiàn)象。

簡而言之，USB 設備可能承受超過 5V 的電壓，應當針對這種情況采取保護措施。

推薦使用的器件：
ESDSRV05-4，ESDSR05 等

歡迎與音特技術(shù)工程師探討以及申請免費樣品！

附件：音特電子USB2.0接口電路保護方案

關(guān)注公眾號：音特電子，輕松了解。

關(guān)鍵詞：USB2.0保護方案、ESDSRV05-4、ESDSR05。

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USB3.0接口電路保護方案

USB3.0

—— 也被認為是 Super Speed USB；

——為那些與 PC 或音頻/高頻設備相連接的各種設備提供了一個標準接口。

新的 USB 3.0在保持與 USB 2.0的兼容性的同時，還提供了下面的幾項增強功能：

● 極大提高了帶寬——高達5Gbps 全雙工（USB2.0則為480Mbps 半雙工）；
● 實現(xiàn)了更好的電源管理；
● 能夠使主機為器件提供更多的功率，從而實現(xiàn) USB——充電電池、LED 照明和迷你風扇等應用；
● 能夠使主機更快地識別器件；

● 新的協(xié)議使得數(shù)據(jù)處理的效率更高。

針對USB3.0 /5G速率的要求，音特電子YINT設計并生產(chǎn)的ESD0524P， DFN-10-2.5x1.0x0.6-0.5 封裝，電容量在0.6PF，超小空間特性,可以滿足4路線保護。

音特ESD0524P符合下述標準：

標準	值
IEC 61000-4-2 (ESD)	±15kV (air),±12kV (contact)
IEC 61000-4-5 (Lightning)	5A (8/20μs)
IEC 61000-4-4 (EFT)	40A (5/50ns)
Operating Temperature	- 55 to +125 °C
Storage Temperature	- 55 to +150 °C

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HDMI接口電路保護方案

對于HDMI 1.3 ，僅有0.3PF 的超低電容靜電保護設備

HDMI 簡介：

高分辨率多媒體接口（HDMI）是一種無壓縮的全數(shù)字音頻/視頻接口。它為視頻/音頻源設備與接收設備間提供了高速接口，如連接DVD機和數(shù)字顯示器?，F(xiàn)在的HDMI硅片的數(shù)字信號傳輸速度可達到10.2Gbps。電路制造商持續(xù)不斷地縮小它們的器件中的晶體管、互連和絕緣層的最小尺寸，從而使高速器件的結(jié)構(gòu)更小，最終導致器件在較低的能級也更易于因擊穿效應而損壞。

HDMI接口即是一種易受瞬間破壞的外接端口，用于連接用戶端或帶電電纜。HDMI接口的內(nèi)部ESD保護不足以使圖像芯片免受破壞。為了確保該端口的性能，消費電子制造商們需要加強HDMI端口的ESD性能，即如何在滿足 HDMI兼容性測試規(guī)范(CTS)的信號完整性和阻抗要求的同時，根據(jù)全球認同的ESD標準IEC61000-4-2硬化HDMI端口。

ESD靜電保護簡介：

ESD 是代表英文ElectroStatic Discharge 即"靜電放電"的意思。ESD 是本世紀中期以來形成的以研究靜電的產(chǎn)生與衰減、靜電放電模型、靜電放電效應如電流熱（火花）效應（如靜電引起的著火與爆炸）及和電磁效應（如電磁干擾）等的學科。在高速接口電路設計中，對靜電放電的電磁場效應如電磁干擾（EMI）及電磁兼容性（EMC）問題越來越重視。這種突然放電可能是由于直接接觸或靜電場的產(chǎn)生而引起的。盡管ESD 對人體的傷害并不多見，但對敏感電子器件卻是致命的。HDMI 圖像芯片采用幾何尺寸非常小的硅片制造，對ESD非常敏感。大多數(shù)這類圖像芯片內(nèi)部均集成了ESD 保護；但是，這種措施僅能提供受控制造環(huán)境中的保護[1]。在現(xiàn)實世界中，用戶經(jīng)常接觸像HDMI 這類接口，因此會引起ESD。

IEC61000-4-2 標準中定義了各種破壞程度。當人在地毯上行走時，累積電壓15KV 是很常見的。ESD 容易損壞甚至摧毀內(nèi)部集成電路。

ESD0524P for HDMI

IEC61000-4-2 標準參考人體模型(HBM)，效仿人體的各種ESD現(xiàn)象。IEC61000-4-2 分為四種測試程度，消費電子一般根據(jù)IEC61000-4-2 規(guī)范的第四級測試：8KV 接觸和15KV空氣。盡管ESD 脈沖持續(xù)時間短，其電壓和電流幅度足以破壞敏感的IC。該標準相關(guān)的波形如下圖：

Figure 1 ESD pulse waveform according to IEC 61000-4-2

3 . HDMI的ESD保護要求

— 非常高的二極管開關(guān)速度(納秒級)和超低線電容(<1pF)可以確保信號完整性；
— 經(jīng)受若干次ESD靜電沖擊之后，ESD靜電保護性能沒有退化；
— 即使經(jīng)過幾百次ESD靜電放電之后，泄漏保持為低；
— 以小的占位面積實現(xiàn)最高的集成度；
— PCB 層面的RF 布線優(yōu)化封裝；
— 完全符合HDMI 1.3 規(guī)范要求；

ESD0524P for HDMI：

可以直接使用于2對100歐的差分阻抗信號線，無論它的板式，層數(shù)，厚度以及電路板的材質(zhì) ，對于促進高速快效電路設計，ESD0524P 這種小型無鉛且只有0.5mm間矩封裝非常適合于流線布局，這種緊密間矩的封裝設計可以幫助減小布線的不連續(xù)性及增加共模噪聲抑制。

對于流線型高速信號線設計和滿足信號線阻抗要求，ESD0524P的特殊設計提供了ESD 的4線保護要求，符合IEC61000-4-2 ESD標準（±8KV CONTACT ESD 和 ±15KV Air ESD） , 同時提供卓越的嵌位電壓特性，減少HDMI芯片的過壓應力，提高HDMI 整體系統(tǒng)的可靠性！

Figure 2 Flow-through layout of YINT‘S ESD0524P for HDMI Applications

測試結(jié)果和建議：

這種低電容，低嵌位電壓，和低操作電壓，再加上它的獨特封裝設計，使它成為一個卓越的HDMI應用保護裝置，ESD0524P’S TDR and eye pattern performance Figure 3 、Figure 4
respectively, show the TDR results on 4-layer and 2-layer HDMI evaluation boards. Both results show that the TDR has met, and is well within, the HDMI CTS requirement (100 Ohm ± 15% for differential impedance).