接口EMC解決方案-乐天堂FUN88電子

LVDS 的 ESD 保護

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USB2.0接口保護方案

USB2.0 端口常用於(yu) 提供電源，並經常為(wei) 外設以及便攜電子產(chan) 品充電。

根據 USB2.0 標準，USB 的電源應當在 4.75V 至 5.25V 之間，提供至少為(wei) 0.5A 的連續電流。

USB2.0典型的故障包：感應式尖峰電壓、連接到高電壓充電器上（用戶操作失誤）、連接到供電質量遭受汙染的電源。

感應發生的電壓尖峰值可以超過 8V ，並損壞未采取保護措施的外設。尖峰電壓現象發生在電源總線上存在一定的電感且電流發生了快速變化的情況下。

電流的快速改變可能來自於(yu) 外設熱插拔、內(nei) 部係統關(guan) 機、或其它內(nei) 部供電波動現象。

簡而言之，USB 設備可能承受超過 5V 的電壓，應當針對這種情況采取保護措施。

推薦使用的器件：
ESDSRV05-4，ESDSR05 等

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USB3.0接口電路保護方案

USB3.0

—— 也被認為(wei) 是 Super Speed USB；

——為(wei) 那些與(yu) PC 或音頻/高頻設備相連接的各種設備提供了一個(ge) 標準接口。

新的 USB 3.0在保持與(yu) USB 2.0的兼容性的同時，還提供了下麵的幾項增強功能：

● 極大提高了帶寬——高達5Gbps 全雙工（USB2.0則為(wei) 480Mbps 半雙工）；
● 實現了更好的電源管理；
● 能夠使主機為(wei) 器件提供更多的功率，從(cong) 而實現 USB——充電電池、LED 照明和迷你風扇等應用；
● 能夠使主機更快地識別器件；

● 新的協議使得數據處理的效率更高。

針對USB3.0 /5G速率的要求，乐天堂FUN88電子YINT設計並生產(chan) 的ESD0524P， DFN-10-2.5x1.0x0.6-0.5 封裝，電容量在0.6PF，超小空間特性,可以滿足4路線保護。

乐天堂FUN88ESD0524P符合下述標準：

標準	值
IEC 61000-4-2 (ESD)	±15kV (air),±12kV (contact)
IEC 61000-4-5 (Lightning)	5A (8/20μs)
IEC 61000-4-4 (EFT)	40A (5/50ns)
Operating Temperature	- 55 to +125 °C
Storage Temperature	- 55 to +150 °C

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HDMI接口電路保護方案

對於HDMI 1.3 ，僅有0.3PF 的超低電容靜電保護設備

HDMI 簡介：

高分辨率多媒體(ti) 接口（HDMI）是一種無壓縮的全數字音頻/視頻接口。它為(wei) 視頻/音頻源設備與(yu) 接收設備間提供了高速接口，如連接DVD機和數字顯示器。現在的HDMI矽片的數字信號傳(chuan) 輸速度可達到10.2Gbps。電路製造商持續不斷地縮小它們(men) 的器件中的晶體(ti) 管、互連和絕緣層的最小尺寸，從(cong) 而使高速器件的結構更小，最終導致器件在較低的能級也更易於(yu) 因擊穿效應而損壞。

HDMI接口即是一種易受瞬間破壞的外接端口，用於(yu) 連接用戶端或帶電電纜。HDMI接口的內(nei) 部ESD保護不足以使圖像芯片免受破壞。為(wei) 了確保該端口的性能，消費電子製造商們(men) 需要加強HDMI端口的ESD性能，即如何在滿足 HDMI兼容性測試規範(CTS)的信號完整性和阻抗要求的同時，根據全球認同的ESD標準IEC61000-4-2硬化HDMI端口。

ESD靜電保護簡介：

ESD 是代表英文ElectroStatic Discharge 即"靜電放電"的意思。ESD 是本世紀中期以來形成的以研究靜電的產(chan) 生與(yu) 衰減、靜電放電模型、靜電放電效應如電流熱（火花）效應（如靜電引起的著火與(yu) 爆炸）及和電磁效應（如電磁幹擾）等的學科。在高速接口電路設計中，對靜電放電的電磁場效應如電磁幹擾（EMI）及電磁兼容性（EMC）問題越來越重視。這種突然放電可能是由於(yu) 直接接觸或靜電場的產(chan) 生而引起的。盡管ESD 對人體(ti) 的傷(shang) 害並不多見，但對敏感電子器件卻是致命的。HDMI 圖像芯片采用幾何尺寸非常小的矽片製造，對ESD非常敏感。大多數這類圖像芯片內(nei) 部均集成了ESD 保護；但是，這種措施僅(jin) 能提供受控製造環境中的保護[1]。在現實世界中，用戶經常接觸像HDMI 這類接口，因此會(hui) 引起ESD。

IEC61000-4-2 標準中定義(yi) 了各種破壞程度。當人在地毯上行走時，累積電壓15KV 是很常見的。ESD 容易損壞甚至摧毀內(nei) 部集成電路。

ESD0524P for HDMI

IEC61000-4-2 標準參考人體(ti) 模型(HBM)，效仿人體(ti) 的各種ESD現象。IEC61000-4-2 分為(wei) 四種測試程度，消費電子一般根據IEC61000-4-2 規範的第四級測試：8KV 接觸和15KV空氣。盡管ESD 脈衝(chong) 持續時間短，其電壓和電流幅度足以破壞敏感的IC。該標準相關(guan) 的波形如下圖：

Figure 1 ESD pulse waveform according to IEC 61000-4-2

3 . HDMI的ESD保護要求

— 非常高的二極管開關(guan) 速度(納秒級)和超低線電容(<1pF)可以確保信號完整性；
— 經受若幹次ESD靜電衝(chong) 擊之後，ESD靜電保護性能沒有退化；
— 即使經過幾百次ESD靜電放電之後，泄漏保持為(wei) 低；
— 以小的占位麵積實現最高的集成度；
— PCB 層麵的RF 布線優(you) 化封裝；
— 完全符合HDMI 1.3 規範要求；

ESD0524P for HDMI：

可以直接使用於(yu) 2對100歐的差分阻抗信號線，無論它的板式，層數，厚度以及電路板的材質，對於(yu) 促進高速快效電路設計，ESD0524P 這種小型無鉛且隻有0.5mm間矩封裝非常適合於(yu) 流線布局，這種緊密間矩的封裝設計可以幫助減小布線的不連續性及增加共模噪聲抑製。

對於(yu) 流線型高速信號線設計和滿足信號線阻抗要求，ESD0524P的特殊設計提供了ESD 的4線保護要求，符合IEC61000-4-2 ESD標準（±8KV CONTACT ESD 和 ±15KV Air ESD） , 同時提供卓越的嵌位電壓特性，減少HDMI芯片的過壓應力，提高HDMI 整體(ti) 係統的可靠性！

Figure 2 Flow-through layout of YINT‘S ESD0524P for HDMI Applications

測試結果和建議：

這種低電容，低嵌位電壓，和低操作電壓，再加上它的獨特封裝設計，使它成為(wei) 一個(ge) 卓越的HDMI應用保護裝置，ESD0524P’S TDR and eye pattern performance Figure 3 、Figure 4
respectively, show the TDR results on 4-layer and 2-layer HDMI evaluation boards. Both results show that the TDR has met, and is well within, the HDMI CTS requirement (100 Ohm ± 15% for differential impedance).