Protection EMI / ESD pour l'interface USB?

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Je suis un étudiant qui fabrique une simple carte compatible Arduino similaire au Pro Micro et je vais mettre un connecteur USB sur la carte.

Le schéma dans le lien ci-dessus ne montre aucun type de circuit de protection EMI / ESD, et je n'en ai jamais utilisé dans les cartes précédentes que j'ai faites, mais cette fois j'ai fait des recherches et j'ai trouvé que c'était recommandé.

Je lis une note d'application Atmel donnant des recommandations pour les interfaces USB et elle contient les éléments suivants:

entrez la description de l'image ici

Il y a quelques questions similaires ici, mais je ne suis toujours pas sûr de certaines choses:

  • Faut-il utiliser des diodes TVS ou Zener? Les diodes de l'application Atmel ressemblent à des diodes Zener pour moi, mais d'après ce que j'ai lu, il semble que les diodes TVS seraient plus appropriées?
  • À quelle distance la tension de claquage des diodes doit-elle être proche de 5V?
  • Quelle doit être la tension nominale des diodes et du condensateur?
  • La SHIELDbroche montrée sur le schéma est-elle les "pattes" d'un connecteur USB SMD (c'est-à-dire le boîtier)?

Merci pour vos conseils.

Nate
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Réponses:

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Vous avez besoin d'une matrice TVS spécifique à l'application USB avec une capacité suffisamment faible pour ne pas déformer les signaux D + et D-. NXP a également une bonne note d'application sur le sujet - la note que vous avez citée le mentionne également (voir page 5).

Essentiellement, les matrices TVS ordinaires ont une capacité suffisante pour déformer les bords des signaux D + et D-, provoquant des problèmes avec le test du diagramme de l'œil mandaté par USBIF . Cette perte d'intégrité du signal peut interférer avec les communications et est un moyen infaillible d'échouer la certification USB.

Diagrammes oculaires du site Web Analog Devices

De nombreux fournisseurs commercialisent des baies TVS spécifiques USB pour la protection ESD. Ils seront évalués de manière appropriée - c'est-à-dire que vous n'avez pas à vous soucier de la tension, etc. - obtenez-en un qui est destiné à l'USB et vous devriez être OK.

En ce qui concerne la connexion SHIELD, vous avez raison - c'est le boîtier métallique du connecteur et le blindage tressé du câble USB qui le connecte, qui est probablement référencé à la terre de protection quelque part du côté PC. Pour des raisons EMI, il ne doit pas être directement lié à la connexion du signal GND, mais doit être connecté via une certaine impédance. J'ai vu à la fois une résistance / condensateur parallèle (comme vous l'avez montré) et des connexions de billes de ferrite entre eux.

Adam Lawrence
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Merci de votre aide. Cela a pris beaucoup de temps, mais j'ai finalement trouvé une matrice TVS qui, je pense, fonctionnera (TI TPD4S012).
Nate
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Cela devrait être approprié pour la tâche, oui. Bonne chance avec votre design!
Adam Lawrence