USB接口的ESD保护设计方案

USB接口的ESD保护设计方案

概述

表1. JS-001-2017标准等级分类

图2. IEC61000-4-2标准测试波形

表2. IEC61000-4-2标准等级分类

ESD保护设计要点

ESD保护器件应尽量靠近USB插座接口放置（ESD进入点）

VBUS、USB数据线（USB_D+/USB_D-）、ID（若为OTG）都要进行ESD保护

VBUS的走线尽量远离D+/D-

USB插座金属壳要与设备外壳地可靠连接

图4. VBUS侦测电路

ESD保护器件的选择

钳位电压

在ESD事件到来时，保护器件对高压脉冲钳制到钳位电压，并且分流大部分脉冲电流到地，以保护后端敏感器件。但是，仍然会有残余电流流入受保护器件，ESD事件期间的峰值电流是通过ESD保 护器件的分流电流与流入受保护器件的残余电流之和。受保护器件承受的功率取决于ESD保护器件的钳位电压和流入的残余电流。

钳位电压可用以下公式计算：

钳位电压（VCL）=VBR+Io（残余电流）x Ro（受保护器件电阻）

在选择ESD保护器件钳位电压时，设计人员必需了解使用何种测试设置来确定数值。根据IEC61000-4-2 Level 4标准，ESD脉冲具有少于1 ns的上升时间和小于100 ns的持续时间，以及30 A峰值电流。具有5 V钳位电压的ESD保护二极管可能在实际的ESD测试中出现超过30 V的钳位电压。如果不了解这一点，设计人员可能会仅仅根据数据表中最低钳位电压来选择ESD保护器件。

信号完整性

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