手持設備,打USB接口靜電時,發現異常,于是開始整改,設備整體如下:
塑料外殼,沒法接大地,只能將靜電引入PCB的參考地或者堵住。
先看下原理圖,VBUS /D+/D-/ID 腳都加了TVS防護靜電,信號上也加了串阻。
再看下布局:
從布局上看,電源VBUS 有兩個輸入腳,雖然加了TVS防護,但是只防護了其中一條路徑,另外一條卻沒有得到保護。
首先,干擾源是靜電槍,受干擾的物體是設備A,這2個都無法改變,那么只能找到干擾路徑,切斷路徑。
開始實驗:
第一,斷開USB 座子上所有腳,絕緣膠包住座子,還是放在原本位置,對座子打靜電,設備A沒有受到干擾。
結果表示干擾路徑是座子與主板之間的接觸,也就是VBUS/D+/D-/ID/GND
第二,只讓USB 座子上的pin針地與主板連接,打靜電,設備A收到了干擾。
結果表示干擾路徑有pin針地。
第三,確定了一條路徑,首先對這條路徑做優化,在pin針地上+磁珠連到PCB地,打靜電,結果有改善。
第四,在第三的基礎上,增加連接VBUS與主板連接,只連接有TVS保護的那條VBUS,打靜電,設備A受到了干擾。
結果表示干擾路徑還有VBUS。
第五,在第四基礎上,對VBUS路徑做改善,在VBUS上加磁珠再與主板連接,打靜電,結果有改善。
第六,在第五的基礎上,增加信號D+/D-與主板的連接,打靜電,設備A受到了干擾。結果表示D+/D-也是干擾路徑。
第七,在第六的基礎上,將D+/D-上的串阻,改為共模電感,打靜電,結果有改善。
第八,在第七的基礎上,再將ID也連接上,打靜電,結果OK,達到了要求。
以上實驗說明,VBUS,D+/D-,GND在這個設備環境中都是干擾路徑,將這幾條路徑處理好,可以極大的改善靜電干擾。
另外注意在布局的時候,注意保護器件一定要放在最前面,如果同一個信號有2條路進來,一定要將兩條路徑盡可能早的回合并在此處放防護器件,在經過防護器件之前不要打孔到其他地方。另外一些接口的外殼地,注意處理,最好做隔離。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:USB接口靜電整改
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