一種usb接口的靜電防護裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種USB接口的靜電防護裝置，該USB接口的靜電防護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。本實用新型用非常簡潔的電路及PCB的優(yōu)化設計實現了對靜電有效的泄放及阻擋，保護了系統(tǒng)，通過對數據線D?/D+、USB的電源及地線進行處理，從而全方位的保護了系統(tǒng)不受靜電的干擾。
【專利說明】
一種USB接口的靜電防護裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及電子產品技術領域，尤其涉及一種USB接口的靜電防護裝置。
【背景技術】
[0002]隨著技術的發(fā)展與進步，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、支持熱插拔等特點越來越受到人們的青睞，特別是Micro USB與USB3.0出現，它們以小型化及速度快為特點，不斷的應用在各種各樣的設備上，如手機、電腦、家電及各種便攜式設備，幾乎都已成為標準、必備的引腳。但是，由于USB引腳是直接面對各種各樣的設備，數據線直接接入芯片，且這些芯片對靜電釋放非常敏感，很微弱的靜電就會讓正在傳輸中數據的中斷、丟失，甚至損壞，更嚴重是會造成芯片的燒毀，讓整個系統(tǒng)崩潰。
[0003]所以，對USB引腳的靜電防護是必須的，但是在現有的USB引腳的靜電防護措施存在著各種各樣的缺點，要么是實施復雜、成本昂貴，要么對數據的傳輸會造成影響，要么是對靜電防護不到位。
[0004]請參考圖1，圖1是CN203813430 U所用的靜電防護原理圖，它有以下缺點:一是數據線D-/D+上所串接電阻及所并接電容太大，嚴重影響數據的傳輸;二是沒有對地線及電源線進行防護，靜電會通過這兩根線進入系統(tǒng)，導致防護能力變差。
[0005]再者，靜電防護是一個系統(tǒng)性的工程，不但要在原理上實現，更要在PCB設計上予以體現，只有兩者結合，相互配合，才能實現對靜電的完好防護，而以現有技術無法完成。
【實用新型內容】
[0006]為了克服現有的相關產品的所有不足，本實用新型提出一種USB接口的靜電防護裝置，用非常簡潔的電路及PCB的優(yōu)化設計實現了對靜電有效的泄放及阻擋，保護了系統(tǒng)，通過對數據線D_/D+、USB的電源及地線進行處理，從而全方位的保護了系統(tǒng)不受靜電的干擾。
[0007]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0008]本實用新型所提供的一種USB接口的靜電防護裝置，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]作為本實用新型的進一步改進，所述靜電瀉放電路包括電容C1、C2以及二極管D1、D2、D3、D4和機殼地PGND;所述電容Cl和二極管Dl并聯，其連接端的一端接USB輸入接頭的D+引腳和靜電阻擋電路，另一端接機殼地PGND;所述電容C2和二極管D2并聯，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，另一端接機殼地PGND。
[0010]作為本實用新型的進一步改進，所述二極管Dl、D2、D3、D4是TVS二極管。
[0011]作為本實用新型的進一步改進，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，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]作為本實用新型的進一步改進，所述USB接口的靜電防護裝置還包括PCB元件，靜電瀉放電路和靜電阻擋電路設于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。
[0013]作為本實用新型的進一步改進，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殼地PGND，另一端連接USB輸出接頭的VSS引腳。
[0014]作為本實用新型的進一步改進，所述USB輸入接頭是一個標準的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]與現有技術相比，本實用新型有以下優(yōu)點:
[0016]1、用非常簡潔的電路及PCB的優(yōu)化設計實現了對靜電有效的泄放及阻擋，保護了系統(tǒng)，通過對數據線D_/D+、USB的電源及地線進行處理，從而全方位的保護了系統(tǒng)不受靜電的干擾。
[0017]2、由于電路簡潔的設計，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、在數據線上既沒有并聯大容值的電容也沒有串聯大阻值的電阻，不會對高速傳輸的數據造成影響使數據畸變，保證了數據傳輸的高速率及準確性。
【附圖說明】
[0019]圖1為CN 203813430U所用的靜電防護原理圖；
[0020]圖2為本實用新型具體實施例的原理框圖；
[0021]圖3為本實用新型具體實施例的電路原理圖；
[0022]圖4為本實用新型具體實施例的PCB設計分布圖
[0023]圖5為本實用新型具體實施例的PCB設計走線圖。
【具體實施方式】
[0024]為了便于理解本實用新型，下面將參照相關附圖對本實用新型進行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的較佳實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內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和科學術語與屬于本實用新型的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本實用新型。
[0026]參閱圖2所示，所述USB接口的靜電防護裝置，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標準的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和機殼地?6冊;所述電容Cl和二極管DI并聯，其連接端的一端接USB輸入接頭的D+引腳和靜電阻擋電路，另一端接機殼地PGND;所述電容C2和二極管D2并聯，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，另一端接機殼地PGND。所述的靜電泄放電路，用于靜電的泄放，當靜電通過U SB輸入接頭進入系統(tǒng)時，把靜電泄放到機殼地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，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，當靜電通過USB輸入接頭進入系統(tǒng)時，把靜電阻擋住，不讓靜電進入系統(tǒng)，并把殘余的靜電導入到USB輸出接頭的VSS引腳。
[0030]當靜電通過USB輸入接頭Jl進入系統(tǒng)時，如果靜電是通過USB輸入接頭的外殼SHLD(定位孔)進入，因外殼連接到機殼地PGND，則靜電直接泄放到機殼;如果靜電通過USB輸入接頭的VBUS引腳進入，在磁珠FB2的阻擋下，靜電通過TVS 二極管D4泄放到機殼地PGND，殘余的靜電也會通過電容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泄放到機殼地PGND，殘余的靜電也會通過電容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泄放到機殼地PGND，殘余的靜電也會通過電容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引腳進入，在磁珠的FBl的阻擋下，靜電通過TVS 二極管D3泄放到機殼地PGND。
[0031]參閱圖4和圖5所示，所述USB接口的靜電防護裝置還包括PCB元件，靜電瀉放電路和靜電阻擋電路設于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，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殼地PGND把靜電引入到機殼，另一端連接USB輸出接頭的VSS引腳，這樣即使機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，虛線不包括在本實用新型的保護范圍內。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行泄放。
[0032]當靜電通過USB輸入接頭Jl進入系統(tǒng)時，因為靜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，機殼地PGND與USB輸出接頭的VSS弓丨腳有著絕對的分割，所以機殼地PGND是路徑最短、阻抗最低的點，靜電會通過機殼地PGND放電，從而保護了系統(tǒng)不會受到損害。
[0033]本實用新型采用非常簡潔的電路及PCB的優(yōu)化設計實現了對靜電有效的泄放及阻擋，保護了系統(tǒng)。通過對數據線D-/D+、USB的電源及地線進行處理，從而全方位的保護了系統(tǒng)不受靜電的干擾。
[0034]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種USB接口的靜電防護裝置，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.如權利要求1所述的USB接口的靜電防護裝置，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和機殼地?6仰;所述電容(:1和二極管01并聯，其連接端的一端接USB輸入接頭的D+引腳和靜電阻擋電路，另一端接機殼地PGND;所述電容C2和二極管D2并聯，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，另一端接機殼地PGND。3.如權利要求2所述的USB接口的靜電防護裝置，其特征在于:所述二極管Dl、D2、D3、D4是TVS 二極管。4.如權利要求1所述的USB接口的靜電防護裝置，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，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.如權利要求4所述的USB接口的靜電防護裝置，其特征在于:所述USB接口的靜電防護裝置還包括PCB元件，靜電瀉放電路和靜電阻擋電路設于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。6.如權利要求5所述的USB接口的靜電防護裝置，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殼地PGND，另一端連接USB輸出接頭的VSS引腳。7.如權利要求1-6任一項所述的USB接口的靜電防護裝置，其特征在于:所述USB輸入接頭是一個標準的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】深圳市三諾數字科技有限公司