Os consumidores de hoje tornaram-se rapidamente dependentes de dispositivos móveis que usam o padrão de interface de comunicação USB-C ou USB-C, de smartphones e tablets a wearables e laptops, onde as portas USB também podem dobrar como carregamento rápido para a porta desses dispositivos. Como resultado, descarga eletrostática (ESD) e proteção térmica para conectores USB tipo C nunca foram tão importantes.
Circuitos eletrônicos com cabos e conectores expostos ao ambiente externo (como portas USB) são alvos potenciais para ESD, efeitos ESD podem ser gerados por contato humano direto ou ar, efeitos ESD podem ser tão altos quanto 30 kV ou mais, e correntes podem ser tão alto quanto 30 A , o tempo de subida é muito rápido, pode derreter silício e fios, e a energia do ESD é tão grande que pode causar falha completa do componente. Além disso, as correntes induzidas por ESD podem causar falhas suaves, incluindo mudanças de estado, travamento ou comportamento imprevisível de dispositivos lógicos.
1. Para linhas USB 2.0, considere usar o diodo TVS unidirecional SP3530 ou equivalente. Este diodo TVS pode absorver com segurança choques ESD de 22kV, quase 3 vezes o nível de 8kV exigido pela IEC 61000-4-2, sem atenuação. Normalmente, uma capacitância baixa de 0,3 pF minimiza a interferência nas transições de sinal. O componente está alojado em um pacote de montagem em superfície 0201 projetado para economizar espaço na placa do PC.
2. As linhas SuperSpeed requerem um componente com a menor capacitância possível para não degradar o desempenho das transferências de dados em alta velocidade. Por exemplo, o diodo TVS bidirecional SP3213, dois diodos conectados ânodo a ânodo fornecem proteção contra ataques ESD de até 12 kV. Esses diodos geralmente têm uma corrente de fuga de apenas 20 nA para minimizar a dissipação de energia do circuito e são embalados em um pacote compacto de montagem em superfície µDFN-2.
3.Para linhas de uso de banda lateral (SBU) e canal de configuração (CC), o diodo TVS unidirecional SP1006 pode ser considerado. O dispositivo pode absorver com segurança choques ESD de 30 kV em um pacote µDFN-2. O SP1006 é um diodo TVS muito confiável, qualificado pela AEC-Q101, para aplicações automotivas com comunicações USB.
4.As linhas Vbus requerem diodos TVS capazes de suportar níveis de potência mais altos do que os dispositivos de proteção de linha de sinal. Os diodos TVS de 200 W da série SPHV protegem as linhas Vbus com capacidade de 100 W. Os diodos SPHV são classificados como ESD para 30 kV, qualificados como AEC-Q101 e estão disponíveis em pacotes de montagem em superfície. Para interfaces de faixa de potência estendida, um exemplo de solução é um diodo SMBJ. Ele tem uma classificação de potência de pico de 600 W mais alta do que os diodos SPHV e pode absorver descargas eletrostáticas de até 30 kV. Como outros diodos TVS recomendados para portas USB, os diodos SMBJ são componentes de montagem em superfície.
Cada um dos diferentes diodos TVS tem a função necessária para proteger um conjunto específico de linhas de ESD sem interferir na função das linhas. A incorporação desses diodos em um circuito evita falhas instantâneas, falhas suaves e possíveis falhas prematuras.
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