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USB接口静电整改

发布时间:2022/11/14 20:12:43

手持设备,打USB接口静电时,发现异常,于是开始整改,设备整体如下:

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塑料外壳,没法接大地,只能将静电引入PCB的参考地或者堵住。

先看下原理图,VBUS /D+/D-/ID 脚都加了TVS防护静电,信号上也加了串阻。


再看下布局:

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从布局上看,电源VBUS 有两个输入脚,虽然加了TVS防护,但是只防护了其中一条路径,另外一条却没有得到保护。

首先,干扰源是静电枪,受干扰的物体是设备A,这2个都无法改变,那么只能找到干扰路径,切断路径。


开始实验:

第一,断开USB 座子上所有脚,绝缘胶包住座子,还是放在原本位置,对座子打静电,设备A没有受到干扰。

结果表示干扰路径是座子与主板之间的接触,也就是VBUS/D+/D-/ID/GND

第二,只让USB 座子上的pin针地与主板连接,打静电,设备A收到了干扰。

结果表示干扰路径有pin针地。

第三,确定了一条路径,首先对这条路径做优化,在pin针地上+磁珠连到PCB地,打静电,结果有改善。

第四,在第三的基础上,增加连接VBUS与主板连接,只连接有TVS保护的那条VBUS,打静电,设备A受到了干扰。

结果表示干扰路径还有VBUS。

第五,在第四基础上,对VBUS路径做改善,在VBUS上加磁珠再与主板连接,打静电,结果有改善。

第六,在第五的基础上,增加信号D+/D-与主板的连接,打静电,设备A受到了干扰。结果表示D+/D-也是干扰路径。

第七,在第六的基础上,将D+/D-上的串阻,改为共模电感,打静电,结果有改善。

第八,在第七的基础上,再将ID也连接上,打静电,结果OK,达到了要求。

以上实验说明,VBUS,D+/D-,GND 在这个设备环境中都是干扰路径,将这几条路径处理好,可以极大的改善静电干扰。

另外注意在布局的时候,注意保护器件一定要放在最前面,如果同一个信号有2条路进来,一定要将两条路径尽可能早的回合并在此处放防护器件,在经过防护器件之前不要打孔到其他地方。另外一些接口的外壳地,注意处理,最好做隔离。

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