你的位置:首頁 > EMC安規(guī) > 正文

一款高效低成本USB保護電路的EMC設(shè)計

發(fā)布時間:2014-08-30 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】本文為大家介紹一款高能效低成本的USB保護電路的EMC設(shè)計,該設(shè)計方案所占體積小、成本低、對靜電放電ESD及電磁干擾EMI的防護效果很好,實用性強。值得你擁有!
 
USB是一個外部總線標(biāo)準(zhǔn),用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。USB接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔功能。USB信號傳輸電纜通常是雙絞屏蔽線,其內(nèi)部包含3對USB信號線和1對電源線,在傳輸通道上的輸入電壓值為4.07-5.25V,傳輸?shù)淖畲箅娏骷s為900mA.USB接口的傳輸速率很高,像USB2.0最大的傳輸速率為480Mbit/s,USB3.0的傳輸速率更是10倍USB2.0的傳輸速率。并且USB3.0已經(jīng)漸漸投入市場,必將是未來發(fā)展的趨勢!但隨著傳輸速率的增大如何提高USB信號的傳輸質(zhì)量,減小電磁干擾EMI和靜電放電ESD成為USB設(shè)計的關(guān)鍵。瞬雷電子一直致力于這方面的研發(fā),從產(chǎn)品研發(fā)到系統(tǒng)設(shè)計無不盡心盡力?,F(xiàn)以USB3.0為例,從保護電路設(shè)計方面對此進行分析。
 
減小電磁干擾EMI:當(dāng)USB接口中帶有電源信號,對電源信號需要進行濾波處理。電源線上串聯(lián)一個300Ω/2A磁珠,并在電源線上的磁珠兩端并聯(lián)電容,電容的取值一般在0,01uF到0,1uF之間。USB差分線對上串聯(lián)一個共模扼流圈。對于共模扼流圈(共模電感)的選擇,應(yīng)主要考慮共模扼流圈的差摸寄生電感對高速USB信號的影響。如果寄生差摸電感太大,就會對USB信號產(chǎn)生衰減,影響USB接口的工作性能。
 
以上這些措施可以有效的減少電磁干擾EMI但對靜電的防護效果就差了很多,由于USB接口具有可熱插拔性,USB接口很容易因人為因素而導(dǎo)致靜電損壞器件,比如死機、復(fù)位等,更嚴重的會燒壞板子。因此,使用USB接口的用戶迫切要求加入防ESD的保護器件。瞬雷電子現(xiàn)將這方面的經(jīng)驗與工程師朋友們分享:對于接地設(shè)備,USB的ESD保護電路原理如圖1,ESD保護器件分別并聯(lián)在電路中的USB數(shù)據(jù)線、電源線、工作地線和大地或金屬外殼(屏蔽層)之間。對于不接地設(shè)備, USB的ESD保護電路原理如圖2,ESD保護器件則分別并聯(lián)在電路中的USB數(shù)據(jù)線、電源線和磁珠之前的工作地GND之間,并將USB電纜屏蔽層與GND通過Y電容相連或者直接相連。
USB保護電路的EMC設(shè)計

USB保護電路的EMC設(shè)計
 
差分線對因數(shù)據(jù)傳送速度高達4.8Gbps,則需要連接寄生電容非常小的器件,瞬雷電子生產(chǎn)的TUSD05H4U靜電保護器其動作電壓為7V,反應(yīng)速度快,鉗位電壓精確,結(jié)電容小于1PF,較大電容的保護器件可導(dǎo)致數(shù)據(jù)信號波形惡化甚至出現(xiàn)位錯誤。經(jīng)我司實驗室測試結(jié)果顯示,寄生線電容高于1.2PF的ESD保護器件可能會在高速數(shù)據(jù)傳輸時產(chǎn)生很大的信號干擾,導(dǎo)致USB3.0 無法正常讀取數(shù)據(jù)。對于USB2.0接口,寄生電容為5PF都不會影響信號傳輸。
 
該方案所占體積小、成本低對靜電放電ESD及電磁干擾EMI的防護效果很好,實用性強。
要采購共模扼流圈么,點這里了解一下價格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉