电动牙刷USB接口的芯片保护电路方案

晶扬电子 2025-01-17 377

描述

USB2.0的ESD保护方案

如图1所示为USB接口与ESD保护芯片连接示意图，其中USB Controller/Charger指的是USB的控制/充能端，USB Port指的是各种器件所配置的USB连接端口，ESD保护芯片主要就是在USB控制端口与USB接口之间发挥保护作用。例如：当热插拔USB的时候，在USB控制端口与USB接口之间会产生大电流、大电压，这个大电流可以通过ESD保护芯片流到电源地上，大电压则被钳制在某个较低电位上，该较低电位指的是ESD保护芯片的钳位电压VC（Clamping Voltage），它将由不同的ESD保护芯片型号而限定其不同。

图1囊括了USB2.0单双接口两种应用场景。左边部分是USB2.0单接口静电浪涌保护方案，使用了两个TT0521SB和一个TS0511LE芯片，两个TT0521SB的IO1接口分别接上两个差分信号D+、D-，TS0511LE的IO1接口则连接供电端VBUS，IO2均接地即可。

右边部分则是USB2.0双接口的静电浪涌保护方案示例图，只需要一个TT0514TL集成式ESD芯片就能完成保护功能。将其中的1、3、4、6端口与相对应的信号连接，2、5端口接电源和地即可。

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图1 USB2.0端口上ESD芯片应用保护电路图

USB3.0的ESD保护方案

USB3.0在2.0的基础上增加了两组差分信号Tx和Rx,分别用于信号的发送和接收，且数据带宽要比2.0大的多，因此需要换成适配的ESD保护芯片，即两块TT0374SP-HFx和一块TT0514TL芯片。

如图2所示，TT0514TL芯片的应用方案与2.0是相似的，将两块TT0374SP-HFx芯片分别放在端口两端，将1、2、4、5、6、7、9、10端口接上两组差分信号，剩下的3、8端口依然接地处理即可。

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图2 TT0374SP-HFx、TT0514TL芯片在USB3.0上的应用电路图

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