USB接口静电整改案例

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:
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:
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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