USB接口的EMI / ESD保护?


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我是一名学生,正在制作类似于Pro Micro的简单Arduino兼容板,并打算将USB连接器放在板上。

上面链接中的原理图没有显示任何类型的EMI / ESD保护电路,并且我在以前制作的电路板中从未使用过任何电路,但是这次我做了一些研究,发现建议这样做。

我正在阅读一份Atmel应用说明,其中提供有关USB接口的建议,它包含以下内容:

在此处输入图片说明

这里也有一些 类似的 问题,但是我仍然不确定一些事情:

  • 应该使用TVS或齐纳二极管吗?对我来说,Atmel应用中的二极管看起来像齐纳二极管,但据我所读,似乎TVS二极管会更合适?
  • 二极管的击穿电压应接近5V?
  • 二极管和电容器的额定电压需要多高?
  • SHIELD图示中的插针是否为SMD USB连接器(即外壳)的“支脚”?

谢谢你的建议。

Answers:


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您需要具有足够低电容的USB专用TVS阵列,以免使D +和D-信号失真。恩智浦在该主题上也有不错的应用笔记 -您引用的笔记也对此进行了提及(请参阅第5页)。

本质上,普通TVS阵列具有足够的电容来使D +和D-信号的边缘失真,从而导致USBIF强制 眼图测试的问题。信号完整性的损失会干扰通信,并且是通过USB认证的必由之路。

ADI公司网站的眼图

许多供应商销售用于ESD保护的USB专用TVS阵列。它们将被适当地定级-即,您不必担心电压定额等。-只要获得一个适用于USB的端口,您就可以了。

对于SHIELD连接,您是正确的-连接器的金属外壳和USB电缆的编织屏蔽层连接在一起,这很可能是在PC侧面的保护性接地。对于EMI的原因,应该被直接连接到GND信号连接,而应通过一些阻抗连接。我已经看到了并联电阻器/电容器(如您所示)和它们之间的铁氧体磁珠连接。


谢谢你的帮助。花了很长时间,但我最终找到了我认为可以使用的TVS阵列(TI TPD4S012)。
Nate

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是的,应该适合该任务。祝您设计愉快!
亚当·劳伦斯
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