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标题: ESD保护器件的主要特性参数分析及典型应用（2） [打印本页]

作者: yuyang911220 时间: 2016-12-24 14:22 标题: ESD保护器件的主要特性参数分析及典型应用（2）

5. USB保护
      一般USB的ESD保护分上行(图5)和下行(图6)两种情况。针对USB 1.1的ESD保护下行主要采用了NUF2101，上行ESD保护采用STF202或者NUF2221W1T2。这些产品即能满足USB线路终端的ESD保护，还具有良好的滤波功能。
6. 音频/扬声器数据线路保护
      在音频数据线路保护方面(图6)，由于音频回路的信号速率比较低，对器件电容的要求不太高，100pF左右都是可以接受的。有的手机设计中将耳机和麦克风合在一起，有的则是分立线路。前一种情况可以选择单路TVS，而后一种情况如果两个回路是邻近的，则可以选用多路TVS阵列，只用一个器件就能完成两个回路的保护。
7. 按键/开关
      对于按键和开关回路，这些回路的数据率很低，对器件的电容没有特殊要求，用普通的TVS阵列都可以胜任。
本文总结

      以上的产品主要是针对数据线路的ESD保护。在表1中所列器件中有四款是专为为USB、以太网、防火墙和其他高速数据应用设计的滤波器。这些器件符合USB 的所有要求，包括电磁干扰滤波和上行/下行端口的线路终端。这些新型集成元件均能替代目前需采用12个元件的分立元件解决方案。八款新型器件提供静电放电 (ESD)保护，具有业界最低电容。这些新型保护器件均通过了15千伏接触放电测试，测试标准高于IEC61000的8千伏ESD标准。这些器件具有 1.5皮法电容典型值，确保了数据线速度以及数据完整性。
      此外，对于便携式设备来说，各类集成电路的复杂性和精密度的提高使它们对ESD也更加敏感，以往的通用回路设计也不再适合。合理的PCB布局最重要的是要在使用TVS二极管保护ESD损害的同时避免自感。ESD设计很可能会在回路中引起寄生自感，会对回路有强大的电压冲击，导致超出IC的承受极限而造成损坏。负载产生的自感电压与电源变化强度成正比，ESD冲击的瞬变特征易于诱发高强自感。减小寄生自感的基本原则是尽可能缩短分流回路，必须考虑到包括接地回路、TVS和被保护线路之间的回路，以及由接口到TVS的通路等所有因素。所以，TVS器件应与接口尽量接近，与被保护线路尽量接近，这样才会减少自感耦合到其它邻近线路上的机会。
      在电路板设计中还应注意以下几点：尽量避免在保护线路附近走比较关键的信号线，尽量将接口安排在同一个边上；采用高集成度器件，二极管阵列不但可以大大节约线路板上的空间，而且减少了由于回路复杂可能诱发的寄生性线路自感的影响；避免被保护回路和未实施保护的回路并联，将接口信号线路和接地线路直接接到保护器件上，然后再进入回路的其它部分，将复位、中断、控制信号远离输入/输出口，远离PCB的边缘；各类信号线及其馈线所形成的回路所环绕面积要尽量小，必要时可考虑改变信号线或接地线的位置；在可能的地方都加入接地点。

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