USB 3.0的電路保護(hù)方案攻略

　　對于USB 3.0設(shè)備，PolyZen器件可安裝在USB輸入端口的VBUS上、Powered-B插頭的DPWR端口、桶形插座電源端口、以及USB集線器的VBUS輸入端。

　　必須注意，USB 3.0不再支持總線供電集線器而僅支持自供電集線器。在USB 3.0應(yīng)用中，需要一個電源來為集線器的所有端口供電。如果在集線器的輸入端使用一個直流電源連接器，那么就必須安裝一個電路保護(hù)器件來保護(hù)集線器免受過壓事件的損害，如未穩(wěn)流或錯誤電源、反向電壓和瞬態(tài)電壓。

　　圖2顯示了如何在VBUS上安裝PolyZen器件以及在一個典型USB電路上安裝6個低電容值PESD器件，才能幫助提供綜合過壓保護(hù)方案。

　　圖2：綜合的設(shè)備側(cè)過壓保護(hù)解決方案

　　USB 3.0的ESD保護(hù)

　　瞬態(tài)過壓經(jīng)常是由ESD引起的，它可能會出現(xiàn)在電源總線和數(shù)據(jù)線上。盡管現(xiàn)代IC可對抗高達(dá)2000V的高壓，但人體很容易產(chǎn)生出高達(dá)25000V的靜電。在I/O端口保護(hù)應(yīng)用中，數(shù)據(jù)線上的ESD器件必須具備以下特性：快速箝位、快速恢復(fù)響應(yīng)和極低電容值。

　　現(xiàn)有的USB 2.0協(xié)議允許高達(dá)480Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，并支持即插即用、熱插拔安裝和運(yùn)行。與之相比，USB 3.0規(guī)范允許高達(dá)5Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，并向后支持較低速的USB 2.0規(guī)范。

　　USB 3.0增加了4個接到連接器的新引腳，以支持新的SuperSpeed接口：USB3_TX（差分對）和USB3_RX（差分對）。

　　USB 3.0的SuperSpeed接口與USB 2.0相比，要求更低電容值的ESD保護(hù)器件。增加極低電容值的PESD器件可以幫助最小化插入損耗，以滿足USB 3.0的眼圖要求。憑借0.2pF的典型電容值和大于6GHz的平坦插損區(qū)域，PESD器件能夠支持USB 3.0應(yīng)用的要求，并處理大量ESD瞬態(tài)電壓沖擊。

　　與大多數(shù)傳統(tǒng)的MLV（多層變阻器）或TVS（瞬態(tài)電壓抑制器）二極管技術(shù)相比，PESD器件可提供更低的電容值，而且其低觸發(fā)和低箝位電壓也有助于保護(hù)敏感的電子元件。PESD器件適用于USB 2.0高速D+和D-信號線以及USB 3.0 SuperSpeed信號線的ESD保護(hù)。在電路保護(hù)方案中增加PESD器件可提升保護(hù)級別，從而滿足IEC61000-4-2規(guī)范要求。該規(guī)范規(guī)定接觸模式的ESD測試標(biāo)準(zhǔn)是8kV（典型）/15kV（最大），空氣放電模式的ESD測試標(biāo)準(zhǔn)是15kV（典型）/25kV（最大） 。

　　圖3：一個綜合的USB 3.0電路保護(hù)方案。

綜合電路保護(hù)方案

　　在USB應(yīng)用中，一個綜合保護(hù)方案可用來增強(qiáng)對高電流、高電壓和ESD瞬態(tài)電壓沖擊的保護(hù)。圖3和4顯示了適用于USB 3.0和Powered-B連接器設(shè)計的電路保護(hù)器件。