USB接口静电(ESD)保护方案

　　文章来源网络

USB(Universal Serial Bus)即通用串行总线，是连接电脑系统与外部设备的一种串行总线标准，也是一种输入输出接口的技术规范。USB在日常生活中随处可见，如电脑，手机、电视、小电器等，是目前电子产品中使用最广泛的接口之一。USB接口从1996年出现发展至今，已有多个版本的标准，如USB1.0、USB1.1、USB2.0、USB3.0、USB3.1、USB type-C，每一个版本的升级都是数据传输速率的提高和供电能力的提升。下图列出了各个版本的性能对比：

　　USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能，人们经常用手来进行USB接口的插拔，极易在USB接口引入静电干扰。静电放电(ESD)容易造成USB接口芯片工作异常。甚至造成USB连接端口组件毁坏。数据传输速率越来越快，这也造成控制芯片对静电放电(ESD)的耐受能力也有所下降，同时对数据传输的容错率要求越严，在对静电进行防护的同时要保证数据的准确性。在USB接口添加静电保护器件可有效提高USB接口的静电防护等级，降低USB端口的故障率，防止静电对USB接口造成损害。

USB1.0接口保护

　　USB1.0接口数据传输速率为1.5Mbps，信号上升沿为75㎱~300㎱，在对USB1.0接口进行ESD保护时，ESD保护器件并联在USB接口的信号线和电源线上，ESD保护器件的结电容不能影响USB接口的正常通信，建议ESD保护器件的结电容小于30pF。

USB2.0保护接口(一)

　　USB2.0接口数据传输速率为480Mbps，信号上升沿为0.5㎱~0.6㎱，在对USB2.0接口进行ESD保护时，ESD保护器件并联在USB接口的信号线上，ESD保护器件的结电容不能影响USB接口的通信质量，建议ESD保护器件的结电容小于4㎊。

USB2.0接口保护(二)

　　USB2.0接口数据传输速率为480Mbps，信号上升沿为0.5㎱~0.6㎱，在对USB2.0接口进行ESD保护时，ESD保护器件并联在USB接口的信号线上，ESD保护器件的结电容不能影响USB接口的通信质量，建议ESD保护器件的结电容小于4㎊。

USB3.0接口保护(一)

　　USB3.0接口是在USB2.0的基础上增加两对收发差分线，速率可达5Gbps，信号上升沿为0.05㎱~0.06㎱，收发差分线ESD保护器件结电容建议小于0.8㎊。

USB3.0接口保护(二)

　　USB3.0接口是在USB2.0的基础上增加两对收发差分线，速率可达5Gbps，信号上升沿为0.05㎱~0.06㎱，收发差分线ESD保护器件结电容建议小于0.8㎊。

USB3.1 Type C接口保护(一)

　　USB3.1接口依然是采用两对收发差分线，但是速率提高到最高10Gbps，信号上升沿0.02㎱~0.03㎱，ESD保护器件结电容建议小于0.4pF，下图是USB3.1协议使用目前最热门的Type C物理接口的保护方案，采用分立ESD保护元件。

USB Type C接口保护(二)

　　USB3.1接口依然是采用两对收发差分线，但是速率提高到最高10Gbps，信号上升沿0.02㎱~0.03㎱，ESD保护器件结电容建议小于0.4pF。下图是USB3.1协议使用目前最热门的Type C物理接口的保护方案，采用集成ESD保护元件。