随着PC、智能手机等通讯设备对于数据传输需求不断增加,USB 2.0被广泛应用于这些场景。USB 2.0凭借其用户友好性和可提供高速数据传输的能力,在PC、消费电子和移动设备中成为不可或缺的接口。USB2.0可提供高达480Mbps的传输速率(高速),同时支持1.5Mbps(低速)和12Mbps(全速)。USB 2.0包括四条线:两条数据线(D+和D-),用于数据传输;总线电压(VBUS)和地线(GND)。
ESD保护的重要性:
USB 2.0端口支持热插拔操作,在插入或拔出任何USB外设时会产生静电放电(ESD),USB 2.0端口因此极易受到损害。USB 2.0端口中使用的高速数据信号会在0V到+0.5V之间变化,最大数据速率为480Mbps。在此数据速率下,任何额外的寄生电容都会导致信号干扰,而矽力杰ESD保护方案能在不损害高速数据线性能的情况下保护USB 2.0的敏感组件。
矽力杰USB2.0保护方案:
VBUS线路保护:VBUS引脚将导通一个5V直流电源,需要至少具有5V工作电压的ESD保护,以确保正常操作中不会发生击穿。
D+和D-数据线保护:D+和D-数据线将传递480Mbps差分信号,需要低电容ESD保护以支持高速信号。
USB2.0保护最重要的问题之一是钳位电压(VC)。较低的钳位电压意味着更快的响应时间和对受保护器件的较小压力。其中SYT32S05DWD的VC典型值为4.5V@ TLP16A,可以极大地提高保护能力。
寄生电容是USB 2.0数据传输的另一个关键参数。由于USB 2.0可以达到480Mbps的数据传输速率,如果寄生电容太大,可以监测和测量明显的插入损耗或眼图。其中SYT13S03SMD的每个I/O引脚到GND的电容是0.42pF,可以保证传输的信号不会恶化。根据电容与数据速率之间的关系,小于5pF的寄生电容可以支持高达480Mbps的数据传输,因此超低电容(0.42~1.2pF)为USB 2.0高速应用提供了更好的设计选择。
此外浪涌保护能力也是一个需要重点考虑的因素。当系统对浪涌能力要求很高的时候,SYT31S05/SYT32S05系列产品可以通过高达15A浪涌电流,提供最高可达38V的浪涌保护水平。