ZHCABR8B August   2022  – January 2024

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1 概述
  5. 2 USB 1.1
    1. 2.1 概述
    2. 2.2 ESD 保护要求
    3. 2.3 系统级设计
  6. 3 USB 2.0 电路保护
    1. 3.1 概述
    2. 3.2 ESD 保护要求
    3. 3.3 系统级设计
  7. 4 USB 5Gbps
    1. 4.1 概述
    2. 4.2 ESD 保护要求
    3. 4.3 系统级设计
  8. 5 USB 10Gbps
    1. 5.1 概述
    2. 5.2 ESD 保护要求
    3. 5.3 系统级设计
  9. 6 USB 20Gbps
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 ESD 保护要求
    3. 6.3 系统级设计
  10. 7 USB Type-C® 保护
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 ESD 保护要求
    3. 7.3 系统级设计
  11. 8 USB 电力输送 (USB-PD) 浪涌保护
    1. 8.1 概述
    2. 8.2 VBUS 保护
    3. 8.3 短接至 VBUS
  12. 9 参考资料
  13. 10修订历史记录

5.2 ESD 保护要求

为了保护 USB 10Gbps，请遵循与每个引脚相关的参数列表：

  • D+、D-、TX1+、TX1-、RX1+、RX1-、TX2+、TX2-、RX2+、RX2-
    • 工作电压：建议保护二极管的反向工作电压 (VRWM) 大于或等于受保护系统的工作电压。对于 USB 10Gbps 数据线，典型工作电压范围为 3.3V。这意味着工作电压大于或等于 3.3V。
    • 钳位电压：可能有许多系统使用 USB。这导致 ESD 二极管的钳位电压取决于 USB 连接器的下游电路。建议钳位电压低于下游元件的绝对最大额定值。
    • 电容（D+、D-）：由于 D+ 和 D- 专用于 USB 2.0 数据传输，因此信号速度可高达 480Mbps。建议使用电容小于 4pF 的 ESD 二极管。
    • 电容（TX+、TX-、RX+、RX-）：由于信号速度最高可达 10Gbps，建议使用小于 0.3pF 的低电容 ESD 二极管来支持信号速度。对于 USB 3.2 Gen 1x2，有两个通道，每个通道的速率为 5Gbps，建议使用小于 0.5pF 的电容来支持每个通道。
    • IEC 61000-4-2 等级：IEC 61000-4-2 测试标准定义了实际的 ESD 冲击。该标准包含两项测量：接触放电和空气间隙放电。接触和空气间隙等级越高，器件能够承受的电压就越高。对于 USB 10Gbps，建议触点的 IEC 61000-4-2 最低额定值为 8kV，空气间隙的最低额定值为 15kV。
  • VBUS
    • 工作电压：对于 VBUS，工作电压为 5V。建议使用工作电压大于或等于 5V 的 ESD 二极管。

表 8-8 列出了支持这些规格的器件。

表 5-1 USB 10Gbps 器件建议
器件VRWM (V)IEC 61000-4-2 (kV)（接触/空气间隙）电容 (pF)通道计数封装尺寸 (mm)推荐用于
ESD321 3.6 30/30 0.9 1 DFN1006 (1.00 x 0.60)、SOD523(1.60 x 0.80) D+、D-
TPD1E01B043.615/170.181DFN0603 (0.60 x 0.30)、DFN1006 (1.00 x 0.60)D+、D-、TX+、TX-、RX+、RX-
ESD1223.617/170.22DFN1006、3 引脚 (1.00 x 0.60)D+、D-、TX+、TX-、RX+、RX-
TPD4E02B043.612/150.254USON (2.5 x 1.0)D+、D-、TX+、TX-、RX+、RX-
ESD441 5.5 30/30 1 1 DFN0603 (0.60 x 0.30) VBUS