基于ESD的USB 3.0端口的保护方案设计

USB 3.0的SuperSpeed接口需要比USB 2.0电容更低的ESD保护。增加极低电容PESD器件可以减小插入损耗，满足USB 3.0的眼图要求。PESD器件的典型电容为0.2pF，超过6 GHz范围内插入损耗平稳，同时可以应对各种ESD瞬态。

　　与多数传统MLV(多层变阻器)或TVS(瞬态电压抑制)二极管技术相比，PESD器件具有更低的电容，而其低触发电压和低钳位电压也有助于保护敏感电子元件。该器件适用于USB2.0的高速D+和D-信号线和USB 3.0的SuperSpeed信号线。在电路保护设计方案中增加PESD器件可以实现满足IEC61000-4-2标准要求的保护水平，该标准规定接触模式为8kV (典型)/15kV(最大)，规定空气放电模式为15kV(典型)/25kV(最大)。

　　协同电路保护

　　协同电路保护设计可用于改善对USB应用中大电流、高电压和ESD瞬态的保护。图5和图6给出了USB 3.0设计方案需要的附加电路器件，并与USB 2.0设计方案进行了比较。

　　器件推荐

　　PolySwitch过流保护器件可以帮助设计人员满足USB 3.0规范的大电流要求并提供简单、节省空间的解决方案。PESD器件具有高速数据传输应用所需的低电容(一般为0.2pF)和电子行业最普遍的外形尺寸。PolyZen器件能为设计人员提供传统钳位二极管的易用性，又不需要大量的散热。这种单一器件有助于对使用不正确电源提供保护，也能防止因过流事件而造成损伤。

　泰科电子建议在ESD保护中使用以下器件：

　　USB 2.0高速D+/D-线和USB 3.0 SuperSpeed线：

　　● PESD0402-140 (EIA 0402规格)

　　● PESD0603-240 (EIA 0603规格)

　　5VDC线：

　　● PESD: PESD0402-140 (EIA 0402规格)，或

　　● MLV: MLV0402-120-E120、MLV0402-180-E030或

　　MLV0603-130M-C201

　　泰科电子建议在USB过流保护中使用的器件如表1所示。

　　泰科电子建议在所有USB受电设备上安装过压保护器件，特别是VBUS端口上，如表2所示。