كيفية إضافة الثنائيات الواقية في تصميم واجهة أنظمة الاتصالات؟
ترك رسالة
一 ، المخاطر النموذجية ومتطلبات حماية واجهات الاتصال
تواجه واجهات الاتصال الحديثة ثلاث مخاطر أساسية:
التفريغ الإلكتروستاتيكي (ESD): يمكن أن تصل الكهرباء الثابتة لجسم الإنسان إلى ± 25 كيلو فولت ، ويجب أن تكون الواجهة- c تلبية متطلبات تفريغ الاتصال ± 15KV بمعايير IEC 61000-4-2.
تأثير الطفرة: يمكن أن يصل الجهد الناجم عن البرق إلى 6 كيلو فولت ، ويجب أن يكون الجهد الزائد العابر محدودًا بواسطة الأجهزة الواقية ذات الجهد الكامل أقل من أو يساوي 32 فولت.
تدهور تكامل الإشارة: تتطلب الإشارات التفاضلية عالية السرعة (مثل USB 3.0) أجهزة وقائية ذات سعة تقاطع أقل من أو تساوي 0.3pf لتجنب توهين الإشارة والتعرض للارتعاش.
أخذ واجهة النوع - c كمثال ، يتطلب قناة بيانات السرعة العالية - (TX/RX) استخدام DW05 - 4R2PC-S ESD Diode ، الذي يدعم 4.5A ذروة النبض الحالي وله تكبح تقاطع فقط 0.2pf. يمكن أن تحقق حماية ± 25KV لتفريغ الهواء وتلبية المتطلبات الصارمة لبروتوكول USB4 لسلامة الإشارة.
2 ، الإطار الفني لاختيار الثنائيات الواقية
1. مطابقة المعلمة الأساسية
جهد التشغيل العكسي (VRMM): يجب أن يكون أعلى 1.2 مرة من الحد الأقصى لجهد التشغيل للواجهة. على سبيل المثال ، يجب تحديد الأجهزة التي تحتوي على VRMM أكبر من أو تساوي 6V لواجهة إمداد الطاقة 5V.
جهد المشبك (VC): يجب أن يكون أقل من جهد انهيار الشريحة المحمية. تتطلب واجهة HDMI 2.1 أجهزة وقائية بأجهزة VC أقل من أو تساوي 8V.
المقاومة الديناميكية (RDYN): تؤثر على سرعة الاستجابة العابرة ، مع قيمة نموذجية أقل من أو تساوي 0.5 Ω.
سعة الوصلات (CT): تتطلب واجهات عالية السرعة CT أقل من أو تساوي 1PF ، بينما تتطلب واجهات PCIE 5.0 أجهزة ذات CT أقل من أو تساوي 0.1pf.
2. تكيف الطوبولوجيا
حماية الإشارة المفردة: استخدام الثنائيات أحادية الاتجاه ، مثل SMBJ5.0A مع واجهة UART.
حماية الإشارة التفاضلية: يتطلب أجهزة متكاملة للقناة المزدوجة ، مثل DW24P4N3-S المستخدمة في CAN BUS ، ودعم 150A TRAVERGE الحالي.
تكامل القناة المتعدد: يعتمد واجهة النوع - c DW05 - 6r1n-e وتكامل حماية 6 قنوات ، مما يوفر أكثر من 30 ٪ من مساحة PCB.
3 ، تصميم مخطط الحماية للواجهات النموذجية
1. بنية حماية واجهة USB
تتطلب واجهة USB 3.0/3.1 ثلاثة - حماية المستوى:
المستوى 1: تلفزيونات الصمام الثنائي (مثل smbj6.0ca) يقمع ± 15kV ESD.
المستوى الثاني: تخنق الوضع الشائع (مثل DLW21SN) يقوم بتصفية ضوضاء الوضع الشائع.
المستوى الثالث: تحقق الثنائيات المنخفضة للسعة ESD (مثل USBLC6-2SC6) الحماية النهائية ، مع سعة تقاطع قدرها 0.5pf فقط.
2. مخطط حماية واجهة Ethernet
تحتاج واجهات Gigabit Ethernet إلى موازنة الحماية وجودة الإشارة:
Phy Chip Front - النهاية: نشر ثنائيات أجهزة التلفزيون ثنائية الاتجاه (مثل PESD5V0S1BA) مع جهد المشبك أقل من أو يساوي 6V.
المحول الثانوي: أنبوب تفريغ الغاز المتكامل (GDT) و PTC فتيل الاسترداد الذاتي لتحقيق حماية لارتفاع البرق.
نهاية الكابل: مزودة بواجهة RJ45 ومصنورة - في وحدة الحماية ، ودعم تصريف الاتصال 8kV.
3. حماية وحدة الاتصالات اللاسلكية
تحتاج حماية وحدة 5G إلى الانتباه إلى خصائص التردد العالية-:
منفذ الهوائي: استخدم Ultra - ثنائيات Schottky منخفضة السعة (مثل BAT54C) مع سعة تقاطع أقل من أو تساوي 0.8pf.
دبوس الطاقة: نشر الصمام الثنائي Zener (مثل 1N4733A) للحفاظ على استقرار الجهد 5.1V.
ناقل البيانات: باستخدام صفيف ESD High - (مثل ESD5Z5.0T1G) ، وقت الاستجابة<1ns.
4 ، النقاط الفنية الرئيسية في الممارسة الهندسية
1. تحسين تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور
استراتيجية الأسلاك: يجب وضع الأجهزة الواقية بالقرب من الواجهة ، ويجب أن يكون الفرق في طول الأسلاك أقل من أو يساوي 5 مل.
معالجة التأريض: يتم استخدام التأريض على شكل نجمة ، ويتم توصيل أرض الجهاز الواقي بأرض الإشارة من خلال مقاوم 0 Ω.
التصميم الحراري: تتطلب أجهزة الطاقة العالية (مثل DW24P4N3-S للتعامل مع 150A الطغاة) تركيب أحواض الحرارة والتحكم في درجة حرارة الوصلات أقل من 150 درجة.
2. طرق الاختبار والتحقق
اختبار ESD: تحقق من استخدام نموذج جسم الإنسان (HBM) ± 8KV ونموذج الماكينة (MM) ± 200 فولت.
اختبار الطفرة: وفقًا لمعايير IEC 61000-4-5 ، قم بتطبيق شكل موجي 1.2/50 μ S لاختبار عتبة الفشل في الأجهزة الواقية.
اختبار سلامة الإشارة: من خلال تحليل مخطط العين ، تأكد من الارتعاش<50ps and error rate<10 ^ -12.
