USB 3.0的电路保护方案攻略

　　对于USB 3.0设备，PolyZen器件可安装在USB输入端口的VBUS上、Powered-B插头的DPWR端口、桶形插座电源端口、以及USB集线器的VBUS输入端。

　　必须注意，USB 3.0不再支持总线供电集线器而仅支持自供电集线器。在USB 3.0应用中，需要一个电源来为集线器的所有端口供电。如果在集线器的输入端使用一个直流电源连接器，那么就必须安装一个电路保护器件来保护集线器免受过压事件的损害，如未稳流或错误电源、反向电压和瞬态电压。

　　图2显示了如何在VBUS上安装PolyZen器件以及在一个典型USB电路上安装6个低电容值PESD器件，才能帮助提供综合过压保护方案。

　　图2：综合的设备侧过压保护解决方案

　　USB 3.0的ESD保护

　　瞬态过压经常是由ESD引起的，它可能会出现在电源总线和数据线上。尽管现代IC可对抗高达2000V的高压，但人体很容易产生出高达25000V的静电。在I/O端口保护应用中，数据线上的ESD器件必须具备以下特性：快速箝位、快速恢复响应和极低电容值。

　　现有的USB 2.0协议允许高达480Mbps的数据传输速率，并支持即插即用、热插拔安装和运行。与之相比，USB 3.0规范允许高达5Gbps的数据传输速率，并向后支持较低速的USB 2.0规范。

　　USB 3.0增加了4个接到连接器的新引脚，以支持新的SuperSpeed接口：USB3_TX（差分对）和USB3_RX（差分对）。

　　USB 3.0的SuperSpeed接口与USB 2.0相比，要求更低电容值的ESD保护器件。增加极低电容值的PESD器件可以帮助最小化插入损耗，以满足USB 3.0的眼图要求。凭借0.2pF的典型电容值和大于6GHz的平坦插损区域，PESD器件能够支持USB 3.0应用的要求，并处理大量ESD瞬态电压冲击。

　　与大多数传统的MLV（多层变阻器）或TVS（瞬态电压抑制器）二极管技术相比，PESD器件可提供更低的电容值，而且其低触发和低箝位电压也有助于保护敏感的电子元件。PESD器件适用于USB 2.0高速D+和D-信号线以及USB 3.0 SuperSpeed信号线的ESD保护。在电路保护方案中增加PESD器件可提升保护级别，从而满足IEC61000-4-2规范要求。该规范规定接触模式的ESD测试标准是8kV（典型）/15kV（最大），空气放电模式的ESD测试标准是15kV（典型）/25kV（最大） 。

　　图3：一个综合的USB 3.0电路保护方案。

综合电路保护方案

　　在USB应用中，一个综合保护方案可用来增强对高电流、高电压和ESD瞬态电压冲击的保护。图3和4显示了适用于USB 3.0和Powered-B连接器设计的电路保护器件。