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淺談usb2.0的ESD靜電防護設計

發布人:asim0 時間:2019-04-08 來源:工程師 發布文章

生活中,靜電放電的危害無處不在,很多電子產品都設計有對外的連接端子,最為常見的要屬USB了,現在很多電子產品都有這個接口,并且由于USB接口可熱插拔,會容易產生不可避免的人為因素,導致靜電損壞器件,如死機、燒板等。使用USB接口的用戶迫切需求加大ESD防護設計的器件。

ESD保護器件,靜電抑制器,靜電管,貼片共模電感

通常我們在USB線路上布局ESD防護器件:電源線與地之間會放置一顆CV0402VT6101的高分子聚合物靜電抑制器,參數為:6V,100PF,0402封裝;差分線對數據傳送速度高達480Mbps,需要器件的結電容(即寄生電容)不能太大,不然會影響數據信號傳輸,我們通常先擇3PF以下的,CV0402VT6030T這顆靜電管的參數為6V,3PF,0402封裝。這樣,我們就基本從元器件部局方面對靜電進行了有效的抑制和泄放。

在實際測試中,我們會發現,其實除了ESD靜電的影響,USB的輻射也是一個比較難解決的問題,除了選擇比較好的USB數據線外,我們還要從板內的USB走線進行有效的布局。

USB2.0的PCB布線要遵循以下原則:

(1)差分線對要保持等長匹配,否則會影響時序偏移,降低信號的質量,增加了EMI輻射問題;

(2) 差分線對之間的間距保持小于10mm,并增大與其他信號走線的間距;

(3)差分走線要求在同一板層,不同層產生的諸如阻抗、過孔的差別會破壞差模傳輸的效果,引起共模噪聲;

(4)差分走線周邊進行包地處地,并沿地隔3-5mm左右放置過孔

(5)盡量減少過孔和其他會引起線路不連續性的因素;

(6)避免導致阻值不連續性的 90°走線,使用圓弧或45°折線來代替

(7)USB端引腳附近放置ESD防護器件,并放置在端口位置 。差分線要串聯貼片共模電感:CMF1210DH900MFR。以衰減EMI共模從USB線輻射出去。

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