基于USB接口的保护设计方案解析

基于USB接口的保护设计方案解析

实际的抗干扰能力

图 1：具有静电放电保护功能的双端口USB端口

单通道保护元件（如 WE-VE 系列静电放电抑制器）必须始终连接在信号线与地之间。不必使用小电容的静电放电抑制器来保护电源，普通的 SMD 变阻器就足够了。它可以吸收较高的能量和较高的电流，因此是设计的第一选择（图 2）。

图 2：与屏蔽数据线不同，电源端不必使用小电容的静电放电抑制器

针对 USB 端口的推荐 Layout

图 3：USB 端口保护

在非常敏感的 IC 和 / 或高可靠性开发案例中，通过两次连接 TVS 二极管引脚可以实现最优的静电放电保护效果（图 4）。

图 4：USB 端口的双重保护

希望采用单通道保护元件的开发人员可以使用 WE-VE 系列静电放电抑制器。这些抑制器总是必须从 D+/D- 连接到地。还要连接其它一些元件，如图 5 所示。

图 5：采用单通道元件的保护机制

保护元件的选择

静电放电（ESD）保护的定义为：依照 EN 61000-4-2 标准防止 ESD 脉冲，依照 EN 61000-4-5 防止浪涌脉冲，以及依照 EN 61000-4-4 防止突发（EFT）脉冲。瞬态电压抑制器（TVS）二极管必须满足这些功能。重要的是：为了保护诸如 USB 等快速数据线受到过压的破坏，应该使用具有低电容特性的 TVS 和陶瓷 ESD 抑制器，以免 USB 信号发生失真。基于这个原因，Würth Elektronik eiSos 公司开发出了专门在这方面作了优化的元件，并且在数据线上是不可见的。TVS 二极管的电容值不到 1pF，电容值最高 0.2pF 的陶瓷 ESD 抑制器是保护 USB 端口的理想选择。

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