专利名称：Usb接口及其保护电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子产品的USB^妾口，更具体;也涉及USB 4妾 口保护电^各。
背景技术：
在电子产品，尤其是通讯产品中，USB接口最为常用，也最为 方便。USB接口从USBl.O、 USB1.1,发展到了USB2.0，传输速率 越来越高。USB接口由于金属外壳，将承受更大的ESD( Electro Static Discharge静电放电)冲击，按标准要承受更为严酷的静电抗干扰性 试验。另外，对于快速发展的移动电话等通讯终端产品，产品体积 越来越小，对其上布置的器件大小、高度要求越来越严格。图1所示为现有4支术USB^矣口保护电路原理图。如图1所示，现有USB接口保护电路主要由三个TVS (瞬变 电压抑制器)二极管组成，实现对USB接口的2根数据线和一根电 源线进行过压防护。现有技术USB接口保护电路的缺点主要在于以下几点第一 ， 采用一^:的TVS，体积大，结电容大(一般大于10PF),不适用于 高速数据传输；第二，只具有单向保护功能；第三，ESD防护等级较低。实用新型内容鉴于现有技术中存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种具有静电防护功能的USB接口保护电路，以实现对高速USB数 据接口的双向保护，实现数据完整可靠的传输。为了实现上述目的，本实用新型^是供了一种USB 4妄口4呆护电 路，其包括与USB接口芯片连接的电源线(VD)、地线(GND)、 第一数据线(D+)、以及第二数据线(D.)，其特征在于，电源线(Vo) 通过第一单向或双向二才及管(D!)连接到地线(GND),第一^:据 线(D+)以及第二婆丈据线(D-)分别通过第二双向二才及管(D2)、 第三双向二才及管(D3)连4妄到i也线(GND)。在上述USB接口保护电路中，第一单向或双向二极管(Dl ) 至少可以采用结电容小于等于10PF的单向二极管或结电容小于等 于8PF的双向二才及管。在上述USB 4矣口保护电路中，第二双向二才及管(D2)和第三 双向二极管(D3)至少可以釆用结电容小于等于8PF的双向二^l管。在上述USB接口保护电路中，第一单向或双向二极管(DJ、 第二双向二^L管(D2)、第三双向二极管(D3)在电路板上i殳置在 紧靠USB 4妾口接插件处。本实用新型还提供了一种USB接口，包括UBS接口芯片，该 接口具有上述任一项的接口保护电路。在上述USB接口中，USB接口芯片至少是符合USB2.0规范的 任何接口芯片。与现有技术相比，4艮据本实用新型的USB接口保护电路实现了 以下纟支术岁丈果第一，由于采用了尺寸小、结电容小的ESD二极管，所以可 以实现对高速USB数据接口进4亍静电防护，可以雄卩掉数据线上超过 IEC61000-4-2标准的15kv 4妄触方文电脉冲；第二，由于采用了 ESD双向二极管，所以可以实现数据接口双 向保护；第三，由于采用了这种ESD二极管，在不影响USB2.0数据链 路完整性的基础上，还具有安全余量，即使USB2.0驱动器和接收 器的总容量(包括印制电路板的影响)达到IOPF。应该理解，上面对本实用新型的相克述和下面的详细描述者卩是示 例性和解释性的，本实用新型并不限于此。本实用新型的附加优点和特征将在后面的描述中得以阐明，通 过以下描述，将使本领域技术人员更容易理解本实用新型，或者可 通过实施本实用新型而了解本实用新型。本实用新型的这些目的和 优点可通过说明书及其权利要求以及附图中具体指出的结构来实现 和得到。
此处所-说明的附图用来才是供对本实用新型的进一步理解，构成 本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本 实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中图1所示为现有技术USB接口保护电路原理图；图2所示为根据本实用新型实施例的USB接口保护电路原理图。
具体实施方式
下面将结合附图详细说明本实用新型。图2所示为根据本实用新型 一个实施例的USB接口保护电路原 理图。如图所示，USB接口端到USB接口芯片由四根线连接，分 别为电源线VD、地线GND和一对差分数据线D+和D-。静电对USB接口的影响主要通过USB接口的外壳(接触放电) 和四才艮连线(空气》文电)路径进行。地线GND，由于直4^接到工作地或4几壳地上，不用施加保护4普 施，但另外三根线就必须设计保护电路，以防止静电通过他们危害 接口芯片、内部电路等。如图所示，电源线VD、凄t据线D+、 D-分别通过ESD双向二 极管(Dl、 D2、 D3)，连接到地线GND上。在PCB设计上，ESD 双向二极管(Dl、 D2、 D3)紧靠USB接口接插件设置，且印制线 尽可能粗短。在上述电路中，可以采用下述器件，但是并不限于此。USB接 口芯片可以是符合USB2.0规范的任何接口芯片。Dl可以采用结电 容小于等于8PF的双向二才及管，例如英飞凌7>司的 ESD8V0L1B-02LRH,其结电容为8PF,在成本苛刻的情况下，Dl 还可采用结电容小于等于8PF的普通TVS单向二极管，比如ON Semiconductor公司的SD12; D2和D3可采用结电容小于等于8PF 的双向二才及管，例如采用英飞凌7^司的集成器4牛ESD8V0L2B-03L,其结电容为8PF，集成了 2对双向TVS二极管，可节约成本与PCB空间。
综上所述可知，本实用新型纟是供的USB 4妻口<呆护电路实现了以 下有益效果体积小、能够实现对高速USB数据接口的静电防护、 可以实现数据接口双向保护、安全余量大。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本 实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更 改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、 等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种USB接口保护电路，包括与USB接口芯片连接的电源线(VD)、地线(GND)、第一数据线(D+)、以及第二数据线(D-)，其特征在于，所述电源线(VD)通过第一单向或双向二极管(D1)连接到所述地线(GND)，所述第一数据线(D+)以及第二数据线(D-)分别通过第二双向二极管(D2)、第三双向二极管(D3)连接到所述地线(GND)。
2. 根据权利要求1所述的USB接口保护电路，其特征在于，所 述第一单向或双向二极管(Dl)至少可以采用结电容小于等 于10PF的单向二才及管或结电容小于等于8PF的双向二才及管。
3. 根据权利要求2所述的USB接口保护电路，其特征在于，所 述第二双向二才及管(D2)和第三双向二才及管(D3)至少可以 采用结电容小于等于8PF的双向二极管。
4. 根据权利要求1所述的USB接口保护电路，其特征在于，所 述第二双向二才及管(D2)和第三^又向二才及管(D3)至少可以 采用结电容小于等子8PF的双向二才及管。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的USB接口保护电路，其特 征在于，所述第一单向或双向二极管(D!)、第二双向二极管(D2)、第三双向二极管(D3)在电路板上设置在紧靠USB接 口4妄插件处。
6. —种USB接口，包括UBS接口芯片，其特征在于具有前述权 利要求中任一项所述的接口保护电路。
7. 根据权利要求6所述的USB接口 ，其特征在于所述USB接口 芯片至少是符合USB2.0规范的任何接口芯片。
专利摘要本实用新型提供了一种USB接口保护电路，包括与USB接口芯片连接的电源线(V<sub>D</sub>)、地线(GND)、第一数据线(D<sub>+</sub>)、以及第二数据线(D<sub>-</sub>)，其特征在于，所述电源线(V<sub>D</sub>)通过第一单向或双向二极管(D<sub>1</sub>)连接到所述地线(GND)，所述第一数据线(D<sub>+</sub>)以及第二数据线(D<sub>-</sub>)分别通过第二双向二极管(D<sub>2</sub>)、第三双向二极管(D<sub>3</sub>)连接到所述地线(GND)。该实用新型具有以下优点体积小、能够实现对高速USB数据接口的静电防护、实现数据接口双向保护、安全余量大。
文档编号H02H9/00GK201118223SQ200720177888
公开日2008年9月17日 申请日期2007年10月11日 优先权日2007年10月11日
发明者张学渊, 张宏伟 申请人:中兴通讯股份有限公司