USB3.0端口电路保护

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/10/04 18:22:41
USB是目前各式电子产品中使用最广泛接口。因为它的应用是如此的广泛,所以使用者对它的要求就越来越多。其中最直接的要求就是传输速度,从USB 1.1的12Mbps到USB 2.0的480Mbps,乃至于最新的USB 3.0的4.8Gbps。除了传输速度的要求,另一最普遍的要求就是随插即用、随拔即关。然而这个热插拔动作却也是经常造成电子系统工作异常、甚至造成USB连接端口有元件毁坏的元凶,因为热插拔动作将导致瞬时噪声,如静电放电(ESD)。

为实现10倍于USB2.0的传输速度,USB 3.0控制芯片必须使用更先进的制程来设计与制造,但这也造成USB 3.0的控制芯片对ESD的耐受能力快速下降。此外,USB 3.0会被大量用来传输影音数据,对数据传输的容错率会要求越严。因此,使得使用额外的ESD保护元件来防止ESD事件对数据传输的干扰变得很必要。

USB 3.0连接端口的ESD保护元件必须同时符合三个要求:第一,ESD保护元件接脚本身的寄生电容必须要小,为不影响到USB 3.0的4.8Gbps传输速率,其寄生电容必须小于0.3pF;第二,ESD保护元件本身对ESD事件的耐受能力必须要高,最少要能承受IEC 61000-4-2接触模式8KV的ESD冲击;第三,也是最重要的,ESD保护元件在ESD事件发生期间所提供的箝制电压必须要低,不能造成传输数据的损坏。以上三个要求缺一不可,否则就无法完善地保护USB 3.0。然而,要同时符合以上三个要求的ESD保护元件,其本身的设计难度就非常高。

晶焱科技拥有先进的ESD保护设计技术,已特别针对USB 3.0的保护需求推出了AZ1065系列的ESD保护元件。AZ1065接脚本身的寄生电容低于0.3pF,对USB 3.0的4.8Gbps传输速率不会造成任何影响。图1显示了装有AZ1065 ESD保护元件的USB 3.0端口仍能通过5Gbps的眼图测试。

此外,AZ1065的每一个引脚在室温时可以承受IEC 61000-4-2接触模式10KV的ESD冲击,不会有任何损坏发生。

最重要是,以相同寄生电容来比较,AZ1065拥有最低的ESD箝制电压,可有效防止数据传输时被ESD事件所干扰,这样,拥有USB 3.0端口的电子系统才会有机会通过Class-A的IEC 61000-4-2系统级静电放电保护测试。传输线脉冲系统(TLP)所测量到的AZ1065的ESD箝制电压如图2所示。在IEC 61000-4-2接触模式6KV的ESD冲击下(TLP电流等效约为17A),箝制电压仅有13.4V。

供稿:晶焱科技股份有限公司