Яка мета захисту входу на USB (або взагалі)?

Я бачив зовсім небагато, коли використовуються зворотні зміщені діоди для затискання вхідних напруг, коли виникають шипи.

• Яка типова напруга зворотного пробою для діода, що використовується в даному типі додатків?

Виявляється, ці захисні діоди встановлені не для захисту від великого прикладеного напруги користувачем, а навпаки, для того, щоб стрибати сплески напруги, які можуть виникати внаслідок статичних розрядів.

• Чому може виникнути статичний розряд, звідки б цей надлишковий заряд надходив з ланцюга (на друкованій платі, а не на борт для дому, де людина може вводити розряд), і яка типова величина напруги?

• Чому б також не розглянути можливість потенційно великої негативної напруги, а також розмістити зворотні діоди від вхідної лінії до Vcc?

Я проектую просту плату розбиття для контролера, який буде виводити дані через інтерфейс USB. Завдяки моєму дослідженню я виявив, що багато конструкцій містять ці захисні діоди із зворотним зміщенням на Vusb, D + і D-, однак це не всі.

Знову ж таки, якщо все це встановлено на друкованій платі, чому може виникнути раптовий статичний розряд і де він може виникнути?

• Наскільки часті подібні заходи і без цих діодів це може пошкодити схему?

• Це найкраща практика завжди включати ці захисні діоди чи вони часом не потрібні? Якщо останні, які особливі випадки вважають їх непотрібними?

• Буде працювати будь-який діод чи повинен бути використаний той, що має конкретну напругу пробою?

Редагувати:

Переглядаючи ці нотатки додатків, одне шоу

У той час як інший показує щось подібне, але без "верхнього" вузла, підключеного ні до чого. Це помилка чи мається на увазі підключення до Vbus?

Забудьте на мить про USB, адже ці пристрої корисні в набагато більше додатках, ніж просто USB. По-перше, діоди у ваших перших двох прикладах зазвичай не є загальним сигналом або ценеровими діодами. Зазвичай вони призначені для призначення перехідних придушників напруги (ТВС).

Диоди TVS бувають різного смаку, але є три ключові параметри. По-перше, максимальне зворотне напруга протистояння. Це робоча напруга. Що стосується USB, ви хочете бути дуже близькими до 5В. Наступне, що ви хочете подивитися - це напруга затискання. Знову близько 5В для USB. Зазвичай струм витоку значно зростає, коли напруга затискання наближається до зворотного напруги протистояння. Будьте в курсі цього, якщо це має значення у вашій заяві. Останній ключовий параметр - піковий зворотний струм. Переконайтеся, що він може відповідати стандарту, на який ви збираєтеся протестувати.

Слід пам’ятати ще про одну річ, коли розміщувати діоди TVS на високошвидкісних сигнальних лініях (наприклад, USB, HDMI, Ethernet тощо). Переконайтесь, що діод TVS має низьку ємність. Існує багато діодів і масивів, які підходять для цієї мети і матимуть ємності в районі 0,2 пФ.

Я перейду прямо до вашого другого прикладу, оскільки ми тут говоримо про USB. Показана схема була б доречною, якщо діоди показані затискають навколо 5В, і намагаються діоди TVS. Регулярні ценерові діоди недостатньо швидкі для захисту ШОЕ.

У своєму останньому прикладі ви ставите питанням, чи підключений верхній вузол до Vbus, а відповідно до таблиці даних пристрою , це не так. Якщо на будь-якій із сигнальних ліній сталася позитивна подія ОУР, TVS затискатиме його. Vbus TVS має більш високу напругу затиску для силової рейки.

Ти запитав,

Again, if all of this is mounted on a PCB, why might a sudden static discharge occur
and where might it originate?

Потенційна проблема - ESD (Електростатичний розряд), що надходить із зовнішньої плати, що надходить через USB-роз'єм. Користувач може переносити виріб через килим або інший ESD-генератор і торкатися USB-роз'єму пальцем. Навіть якщо до роз'єму USB є кабель, який підключений, вони можуть торкнутися роз'єму на іншому кінці кабелю і пропустити через USB.

Це стосується не тільки USB-роз'ємів, але і будь-яких роз'ємів, що виходять із продукту - навіть розетки живлення.

Коли ми розробляємо продукт для продажу та перевіряємо його на EMI / EMC (електромагнітні перешкоди та сумісність), тестувальний дім вводить короткі 8000В (8 кВ) низьких струмів на кожен з роз'ємів, а потім перевіряє, що пристрій як і раніше функціонує правильно. Пристрої, показані у ваших схемах, розроблені для захисту від скидів такого рівня або вище. Без захисту ESD, ймовірно, пристрій не зможе виконати цей тест.

Чому варто отримати сертифікацію UL, яка може коштувати тисячі доларів у тестовій лабораторії? Це юридична вимога? Ні, але багато роздрібних торговців, таких як Walmart, не будуть перевозити електронні товари, якщо вони не мають етикетки UL. В Європі еквівалент - знак СЕ.