一種usb接口的靜電防護(hù)裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種USB接口的靜電防護(hù)裝置，該USB接口的靜電防護(hù)裝置包括靜電瀉放電路、靜電阻擋電路、USB輸入接頭和USB輸出接頭；所述靜電泄放電路，一端接USB輸入接頭，另一端接靜電阻擋電路；所述靜電阻擋電路，一端接靜電瀉放電路，另一端接USB輸出接頭。本實(shí)用新型用非常簡潔的電路及PCB的優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對靜電有效的泄放及阻擋，保護(hù)了系統(tǒng)，通過對數(shù)據(jù)線D?/D+、USB的電源及地線進(jìn)行處理，從而全方位的保護(hù)了系統(tǒng)不受靜電的干擾。
【專利說明】
一種USB接口的靜電防護(hù)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電子產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種USB接口的靜電防護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，USB(通用串行總線)引腳以它速度快、兼容性好、不占中斷、可以串接、支持熱插拔等特點(diǎn)越來越受到人們的青睞，特別是Micro USB與USB3.0出現(xiàn)，它們以小型化及速度快為特點(diǎn)，不斷的應(yīng)用在各種各樣的設(shè)備上，如手機(jī)、電腦、家電及各種便攜式設(shè)備，幾乎都已成為標(biāo)準(zhǔn)、必備的引腳。但是，由于USB引腳是直接面對各種各樣的設(shè)備，數(shù)據(jù)線直接接入芯片，且這些芯片對靜電釋放非常敏感，很微弱的靜電就會(huì)讓正在傳輸中數(shù)據(jù)的中斷、丟失，甚至損壞，更嚴(yán)重是會(huì)造成芯片的燒毀，讓整個(gè)系統(tǒng)崩潰。
[0003]所以，對USB引腳的靜電防護(hù)是必須的，但是在現(xiàn)有的USB引腳的靜電防護(hù)措施存在著各種各樣的缺點(diǎn)，要么是實(shí)施復(fù)雜、成本昂貴，要么對數(shù)據(jù)的傳輸會(huì)造成影響，要么是對靜電防護(hù)不到位。
[0004]請參考圖1，圖1是CN203813430 U所用的靜電防護(hù)原理圖，它有以下缺點(diǎn):一是數(shù)據(jù)線D-/D+上所串接電阻及所并接電容太大，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)的傳輸;二是沒有對地線及電源線進(jìn)行防護(hù)，靜電會(huì)通過這兩根線進(jìn)入系統(tǒng)，導(dǎo)致防護(hù)能力變差。
[0005]再者，靜電防護(hù)是一個(gè)系統(tǒng)性的工程，不但要在原理上實(shí)現(xiàn)，更要在PCB設(shè)計(jì)上予以體現(xiàn)，只有兩者結(jié)合，相互配合，才能實(shí)現(xiàn)對靜電的完好防護(hù)，而以現(xiàn)有技術(shù)無法完成。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為了克服現(xiàn)有的相關(guān)產(chǎn)品的所有不足，本實(shí)用新型提出一種USB接口的靜電防護(hù)裝置，用非常簡潔的電路及PCB的優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對靜電有效的泄放及阻擋，保護(hù)了系統(tǒng)，通過對數(shù)據(jù)線D_/D+、USB的電源及地線進(jìn)行處理，從而全方位的保護(hù)了系統(tǒng)不受靜電的干擾。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0008]本實(shí)用新型所提供的一種USB接口的靜電防護(hù)裝置，包括:靜電瀉放電路、靜電阻擋電路、USB輸入接頭和USB輸出接頭;所述靜電泄放電路，一端接USB輸入接頭，另一端接靜電阻擋電路;所述靜電阻擋電路，一端接靜電瀉放電路，另一端接USB輸出接頭。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述靜電瀉放電路包括電容C1、C2以及二極管D1、D2、D3、D4和機(jī)殼地PGND;所述電容Cl和二極管Dl并聯(lián)，其連接端的一端接USB輸入接頭的D+引腳和靜電阻擋電路，另一端接機(jī)殼地PGND;所述電容C2和二極管D2并聯(lián)，其連接端的一端接USB輸入接頭的D-引腳和靜電阻擋電路，另一端接機(jī)殼地PGND;所述二極管D3—端接USB輸入接頭的VSS引腳和靜電阻擋電路，另一端接機(jī)殼地PGND;所述二極管D4—端接USB輸入接頭的VBUS弓I腳和靜電阻擋電路，另一端接機(jī)殼地PGND。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述二極管Dl、D2、D3、D4是TVS二極管。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述靜電阻擋電路包括電阻Rl、R2、電容C3、C4、C5、C6以及磁珠FB1、FB2;所述電容C3與C4并聯(lián)，其連接端的一端接磁珠FB2，另一端接USB輸出接頭的VSS引腳;所述電阻Rl—端接電容Cl和二極管Dl連接端，另一端接USB輸出接頭的D+引腳和電容C5的一端;所述電容C5的另一端接USB輸出接頭的VSS引腳;所述電阻R2—端接電容C2和二極管D2連接端和USB輸入接頭的D-引腳，另一端接USB輸出接頭的D-引腳和電容C6的一端;所述電容C6的另一端接USB輸出接頭的VSS引腳;所述磁珠FBI—端接USB輸入接頭的VSS引腳和二極管D3，另一端接USB輸出接頭的VSS引腳;所述磁珠FB2—端接USB輸入接頭的VBUS弓I腳和電容D4，另一端接電容C3與C4的連接端和USB輸出接頭的VBUS引腳。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述USB接口的靜電防護(hù)裝置還包括PCB元件，靜電瀉放電路和靜電阻擋電路設(shè)于PCB元件上，所述電阻Rl、R2和磁珠FB1、FB2在PCB元件上整齊并行排列，并以此作為地線的分割點(diǎn)。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述PCB在以整齊并行排列的電阻Rl、R2和磁珠FB1、FB2為界的其中一端連接機(jī)殼地PGND，另一端連接USB輸出接頭的VSS引腳。
[0014]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述USB輸入接頭是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的USB母座，有多種類型的接口型號，包括但不限于TAPE-A、TAPE-C、MIN1-USB和MIC0R-USB。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、用非常簡潔的電路及PCB的優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對靜電有效的泄放及阻擋，保護(hù)了系統(tǒng)，通過對數(shù)據(jù)線D_/D+、USB的電源及地線進(jìn)行處理，從而全方位的保護(hù)了系統(tǒng)不受靜電的干擾。
[0017]2、由于電路簡潔的設(shè)計(jì)，只用了少量的元器件，且占用面PCB的面積小成本非常低廉。
[0018]3、在數(shù)據(jù)線上既沒有并聯(lián)大容值的電容也沒有串聯(lián)大阻值的電阻，不會(huì)對高速傳輸?shù)臄?shù)據(jù)造成影響使數(shù)據(jù)畸變，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚俾始皽?zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0019]圖1為CN 203813430U所用的靜電防護(hù)原理圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的原理框圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的電路原理圖；
[0022]圖4為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的PCB設(shè)計(jì)分布圖
[0023]圖5為本實(shí)用新型具體實(shí)施例的PCB設(shè)計(jì)走線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對本實(shí)用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0025]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。
[0026]參閱圖2所示，所述USB接口的靜電防護(hù)裝置，包括:靜電瀉放電路、靜電阻擋電路、USB輸入接頭和USB輸出接頭;所述靜電泄放電路，一端接USB輸入接頭，另一端接靜電阻擋電路;所述靜電阻擋電路，一端接靜電瀉放電路，另一端接USB輸出接頭。
[0027]參閱圖3所示，所述USB輸入接頭作為信號的輸入是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的USB母座，有多種類型的接口型號，包括但不限于TAPE-A、TAPE-C、MIN1-USB和MIC0R-USB。
[0028]所述靜電瀉放電路包括電容(:1、02以及二極管01、02、03、04和機(jī)殼地?6冊;所述電容Cl和二極管DI并聯(lián)，其連接端的一端接USB輸入接頭的D+引腳和靜電阻擋電路，另一端接機(jī)殼地PGND;所述電容C2和二極管D2并聯(lián)，其連接端的一端接USB輸入接頭的D-引腳和靜電阻擋電路，另一端接機(jī)殼地PGND;所述二極管D3—端接USB輸入接頭的VSS引腳和靜電阻擋電路，另一端接機(jī)殼地PGND;所述二極管D4—端接USB輸入接頭的VBUS引腳和靜電阻擋電路，另一端接機(jī)殼地PGND。所述的靜電泄放電路，用于靜電的泄放，當(dāng)靜電通過U SB輸入接頭進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，把靜電泄放到機(jī)殼地PGND上。
[0029 ] 所述靜電阻擋電路包括電阻R1、R2、電容C3、C4、C5、C6以及磁珠FB1、FB2;所述電容C3與C4并聯(lián)，其連接端的一端接磁珠FB2，另一端接USB輸出接頭的VSS引腳;所述電阻Rl —端接電容Cl和二極管Dl連接端，另一端接USB輸出接頭的D+引腳和電容C5的一端;所述電容C5的另一端接USB輸出接頭的VSS引腳;所述電阻R2—端接電容C2和二極管D2連接端和USB輸入接頭的D-引腳，另一端接USB輸出接頭的D-引腳和電容C6的一端;所述電容C6的另一端接USB輸出接頭的VSS引腳;所述磁珠FBl—端接USB輸入接頭的VSS引腳和二極管D3，另一端接USB輸出接頭的VSS引腳;所述磁珠FB2—端接USB輸入接頭的VBUS引腳和電容D4，另一端接電容C3與C4的連接端和USB輸出接頭的VBUS引腳。所述的靜電阻擋電路，用于對靜電的阻擋，當(dāng)靜電通過USB輸入接頭進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，把靜電阻擋住，不讓靜電進(jìn)入系統(tǒng)，并把殘余的靜電導(dǎo)入到USB輸出接頭的VSS引腳。
[0030]當(dāng)靜電通過USB輸入接頭Jl進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，如果靜電是通過USB輸入接頭的外殼SHLD(定位孔)進(jìn)入，因外殼連接到機(jī)殼地PGND，則靜電直接泄放到機(jī)殼;如果靜電通過USB輸入接頭的VBUS引腳進(jìn)入，在磁珠FB2的阻擋下，靜電通過TVS 二極管D4泄放到機(jī)殼地PGND，殘余的靜電也會(huì)通過電容C3、C4泄放至IjUSB輸出接頭的VSS引腳;靜電如果通過USB輸入接頭的D-引腳進(jìn)入，在電阻R2的阻擋下，靜電通過電容C2以及TVS 二極管D2泄放到機(jī)殼地PGND，殘余的靜電也會(huì)通過電容C6泄放到USB輸出接頭的VSS引腳;靜電如果通過USB輸入接頭的D+引腳進(jìn)入，在電阻的Rl的阻擋下，靜電通過電容Cl以及TVS 二極管Dl泄放到機(jī)殼地PGND，殘余的靜電也會(huì)通過電容C5泄放到USB輸出接頭的VSS引腳;靜電如果通過USB輸入接頭的VSS引腳進(jìn)入，在磁珠的FBl的阻擋下，靜電通過TVS 二極管D3泄放到機(jī)殼地PGND。
[0031]參閱圖4和圖5所示，所述USB接口的靜電防護(hù)裝置還包括PCB元件，靜電瀉放電路和靜電阻擋電路設(shè)于PCB元件上，所述電阻Rl、R2和磁珠FB1、FB2為在PCB元件上整齊并行排列，并以此作為地線的分割點(diǎn)，以整齊并行排列的電阻R1、R2和磁珠FB1、FB2為為界的其中一端連接機(jī)殼地PGND把靜電引入到機(jī)殼，另一端連接USB輸出接頭的VSS引腳，這樣即使機(jī)殼對靜電泄放不干靜，靜電通過電阻R1、R2泄放到USB輸出接頭的D-/D+，再通過電容C5、C6也能把靜電導(dǎo)入到USB輸出接頭的VSS引腳。所述以整齊并行排列的Rl、R2、FB1、FB2分割為界的兩端如虛線所示，虛線不包括在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。通過對地線的分割及元件的布局，使靜電通過合理的路徑進(jìn)行泄放。
[0032]當(dāng)靜電通過USB輸入接頭Jl進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，因?yàn)殪o電總是最先通過泄放路徑最短、阻抗最低的地方放電，從圖4和圖5中可以看出，在Rl、R2、FB1、FB2的阻擋下，機(jī)殼地PGND與USB輸出接頭的VSS弓丨腳有著絕對的分割，所以機(jī)殼地PGND是路徑最短、阻抗最低的點(diǎn)，靜電會(huì)通過機(jī)殼地PGND放電，從而保護(hù)了系統(tǒng)不會(huì)受到損害。
[0033]本實(shí)用新型采用非常簡潔的電路及PCB的優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對靜電有效的泄放及阻擋，保護(hù)了系統(tǒng)。通過對數(shù)據(jù)線D-/D+、USB的電源及地線進(jìn)行處理，從而全方位的保護(hù)了系統(tǒng)不受靜電的干擾。
[0034]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種USB接口的靜電防護(hù)裝置，其特征在于，包括:靜電瀉放電路、靜電阻擋電路、USB輸入接頭和USB輸出接頭;所述靜電泄放電路，一端接USB輸入接頭，另一端接靜電阻擋電路;所述靜電阻擋電路，一端接靜電瀉放電路，另一端接USB輸出接頭。2.如權(quán)利要求1所述的USB接口的靜電防護(hù)裝置，其特征在于:所述靜電瀉放電路包括電容(:1工2以及二極管01、02、03、04和機(jī)殼地?6仰;所述電容(:1和二極管01并聯(lián)，其連接端的一端接USB輸入接頭的D+引腳和靜電阻擋電路，另一端接機(jī)殼地PGND;所述電容C2和二極管D2并聯(lián)，其連接端的一端接USB輸入接頭的D-引腳和靜電阻擋電路，另一端接機(jī)殼地PGND;所述二極管D3—端接USB輸入接頭的VSS引腳和靜電阻擋電路，另一端接機(jī)殼地PGND;所述二極管D4—端接USB輸入接頭的VBUS弓I腳和靜電阻擋電路，另一端接機(jī)殼地PGND。3.如權(quán)利要求2所述的USB接口的靜電防護(hù)裝置，其特征在于:所述二極管Dl、D2、D3、D4是TVS 二極管。4.如權(quán)利要求1所述的USB接口的靜電防護(hù)裝置，其特征在于:所述靜電阻擋電路包括電阻R1、R2、電容C3、C4、C5、C6以及磁珠FB1、FB2;所述電容C3與C4并聯(lián)，其連接端的一端接磁珠FB2，另一端接USB輸出接頭的VSS引腳;所述電阻Rl—端接電容Cl和二極管Dl連接端，另一端接USB輸出接頭的D+引腳和電容C5的一端;所述電容C5的另一端接USB輸出接頭的VSS引腳;所述電阻R2—端接電容C2和二極管D2連接端和USB輸入接頭的D-引腳，另一端接USB輸出接頭的D-引腳和電容C6的一端;所述電容C6的另一端接USB輸出接頭的VSS引腳;所述磁珠FBl—端接USB輸入接頭的VSS引腳和二極管D3，另一端接USB輸出接頭的VSS引腳；所述磁珠FB2—端接USB輸入接頭的VBUS引腳和電容D4，另一端接電容C3與C4的連接端和USB輸出接頭的VBUS引腳。5.如權(quán)利要求4所述的USB接口的靜電防護(hù)裝置，其特征在于:所述USB接口的靜電防護(hù)裝置還包括PCB元件，靜電瀉放電路和靜電阻擋電路設(shè)于PCB元件上，所述電阻R1、R2和磁珠FB1、FB2在PCB元件上整齊并行排列，并以此作為地線的分割點(diǎn)。6.如權(quán)利要求5所述的USB接口的靜電防護(hù)裝置，其特征在于:所述PCB在以整齊并行排列的電阻Rl、R2和磁珠FB1、FB2為界的其中一端連接機(jī)殼地PGND，另一端連接USB輸出接頭的VSS引腳。7.如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的USB接口的靜電防護(hù)裝置，其特征在于:所述USB輸入接頭是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的USB母座，有多種類型的接口型號，包括但不限于TAPE-A、TAPE-C、MIN1-USB和MICOR-USB。
【文檔編號】H02H9/00GK205595780SQ201620024322
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年1月11日
【發(fā)明人】鄒傳彬
【申請人】深圳市三諾數(shù)字科技有限公司