USB 3.0的電路保護方案攻略

　　對于USB 3.0設備，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(xiàn)器的VBUS輸入端。

　　必須注意，USB 3.0不再支持總線(xiàn)供電集線(xiàn)器而僅支持自供電集線(xiàn)器。在USB 3.0應用中，需要一個(gè)電源來(lái)為集線(xiàn)器的所有端口供電。如果在集線(xiàn)器的輸入端使用一個(gè)直流電源連接器，那么就必須安裝一個(gè)電路保護器件來(lái)保護集線(xiàn)器免受過(guò)壓事件的損害，如未穩流或錯誤電源、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(gè)典型USB電路上安裝6個(gè)低電容值PESD器件，才能幫助提供綜合過(guò)壓保護方案。

　　圖2：綜合的設備側過(guò)壓保護解決方案

　　USB 3.0的ESD保護

　　瞬態(tài)過(guò)壓經(jīng)常是由ESD引起的，它可能會(huì )出現在電源總線(xiàn)和數據線(xiàn)上。盡管現代IC可對抗高達2000V的高壓，但人體很容易產(chǎn)生出高達25000V的靜電。在I/O端口保護應用中，數據線(xiàn)上的ESD器件必須具備以下特性：快速箝位、快速恢復響應和極低電容值。

　　現有的USB 2.0協(xié)議允許高達480Mbps的數據傳輸速率，并支持即插即用、熱插拔安裝和運行。與之相比，USB 3.0規范允許高達5Gbps的數據傳輸速率，并向后支持較低速的USB 2.0規范。

　　USB 3.0增加了4個(gè)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(mǎn)足USB 3.0的眼圖要求。憑借0.2pF的典型電容值和大于6GHz的平坦插損區域，PESD器件能夠支持USB 3.0應用的要求，并處理大量ESD瞬態(tài)電壓沖擊。

　　與大多數傳統的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敏感的電子元件。PESD器件適用于USB 2.0高速D+和D-信號線(xiàn)以及USB 3.0 SuperSpeed信號線(xiàn)的ESD保護。在電路保護方案中增加PESD器件可提升保護級別，從而滿(mǎn)足IEC61000-4-2規范要求。該規范規定接觸模式的ESD測試標準是8kV（典型）/15kV（最大），空氣放電模式的ESD測試標準是15kV（典型）/25kV（最大） 。

　　圖3：一個(gè)綜合的USB 3.0電路保護方案。

綜合電路保護方案

　　在USB應用中，一個(gè)綜合保護方案可用來(lái)增強對高電流、高電壓和ESD瞬態(tài)電壓沖擊的保護。圖3和4顯示了適用于USB 3.0和Powered-B連接器設計的電路保護器件。