PulseGuard ESD抑制器在便攜式設備中的應用

　　高清晰多媒體接口(HDMI)是一種能提供高水平視頻質(zhì)量的最新技術(shù)，是由HDMI的締造廠(chǎng)商(包括多家IC廠(chǎng)商)聯(lián)合定義的一種適用于消費電子產(chǎn)品的下一代數字接口規范。許多大型電影公司和衛星電視、有線(xiàn)電視公司也支持HDMI規范。HDMI Licensing LLC是一家許可證授權機構，專(zhuān)門(mén)負責管理HDMI規范的許可證授權，旨在推動(dòng) HDMI 標準并為將HDMI的優(yōu)勢介紹給零售商盒消費者而進(jìn)行教育推廣。

　　但是，HDMI很容易遭受ESD的危害，需要額外的保護器件來(lái)防止端口功能出現異常。隨著(zhù)HDMI帶寬的不斷提高，HDMI 1.3的單個(gè)鏈路帶寬已經(jīng)提高到10.2Gbps(340MHz)，以支持未來(lái)高清晰顯示應用需求。傳輸速度越高，意味著(zhù)器件要求更低的電容。

　　USB2.0總線(xiàn)在便攜式數字消費電子中非常流行，它的最高數據傳輸速率為480Mbps，也要求過(guò)壓保護元件必須具有很低的電容。

圖1：采用0402表面貼封裝PulseGuard PGB1010402 ESD抑制器。

　　Littelfuse公司的新型PulseGuard PGB1010402靜電釋放(ESD)抑制器，具有自身電容低(0.06pF)、泄漏電流低、箝位電壓低和響應速度快的特點(diǎn)，特別適用于低壓、高速應用，如移動(dòng)電話(huà)、MP3/MP4播放器、PMP便攜媒體播放器、GPS全球定位系統。它們能滿(mǎn)足這些應用對保護器件具有極低電容的要求，可將對數據信號完整性的影響減小到最小。本文以HDMI接口保護和USB2.0接口保護電路為例，介紹PulseGuard(PGB) ESD抑制器在便攜式數字消費電子中的應用。

　　PulseGuard器件采用通常用于制造聚合物PTC的聚合物基底，具有專(zhuān)利的“電壓可變活性材料(VVAM)”存在低電容、快速導通的特性，能夠為快速ESD保護提供低箝位系數。PulseGuard PGB1010402符合RoHS指令，并且100%無(wú)鉛，采用0402表面貼封裝。

圖2：PulseGuard的結構圖。

　　PulseGuard器件由摻雜在聚合物中的專(zhuān)利半導體材料構成。當ESD瞬態(tài)電壓施加在PulseGuard器件上時(shí)，PulseGuard被觸發(fā)并對這個(gè)瞬態(tài)電壓進(jìn)行箝位，以保護后面的電子器件。

　　ESD瞬態(tài)電壓是快速變化的，當瞬態(tài)電壓升高到一定程度，達到PGB的箝位電壓時(shí)，PGB器件將對瞬變電壓進(jìn)行抑制，使之變得“平坦”起來(lái)，此時(shí)瞬變電壓值等于抑制器的箝位電平，以消除高瞬變電壓對后面的IC或者或收發(fā)器的影響，達到保護電路的目的。瞬變浪涌電流通過(guò)后，PGB自動(dòng)復位，恢復到正常的高阻狀態(tài)。

圖3：PulseGuard PGB1010402的工作原理。

　　HDMI端口保護電路需要8個(gè)PGB器件保護HDMI的8條線(xiàn)路(圖4a)。每條線(xiàn)路都由1個(gè)接地的PGB來(lái)保護。根據被保護的設備不同，PGB器件應放置HDMI連接器的后面。此外，PGB接地PCB走線(xiàn)應盡可能短，以將電容負載效應降到最小。

　　圖4b顯示的是采用兩個(gè)PGB器件保護USB2.0端口的D+/D-線(xiàn)路。MLV V5.5MLA0603(積層突波吸收器)和聚合物正溫度系數(PPTC)電阻器件則被用來(lái)保護Vbus電源線(xiàn)路。

圖4：(a) PulseGuard的HDMI端口保護電路圖； (b) USB2.0端口保護電路圖。

　　Littelfuse公司提供豐富的電路保護產(chǎn)品，包括保護用晶閘管、瞬態(tài)電壓抑制(TVS)二極管、二極管陣列、PulseGuard、PPTC、氣體放電管、保險絲、多層變阻器(MLV)和金屬氧化物變阻器(MOV)。有關(guān)詳細產(chǎn)品信息，請聯(lián)系：Littelfuse香港有限公司應用經(jīng)理Teddy To(電子郵件@littelfuse.com">tto@littelfuse.com)。

供稿：Littelfuse公司