一种usb接口的静电防护装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种USB接口的静电防护装置，该USB接口的静电防护装置包括静电泻放电路、静电阻挡电路、USB输入接头和USB输出接头；所述静电泄放电路，一端接USB输入接头，另一端接静电阻挡电路；所述静电阻挡电路，一端接静电泻放电路，另一端接USB输出接头。本实用新型用非常简洁的电路及PCB的优化设计实现了对静电有效的泄放及阻挡，保护了系统，通过对数据线D?/D+、USB的电源及地线进行处理，从而全方位的保护了系统不受静电的干扰。
【专利说明】
一种USB接口的静电防护装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及电子产品技术领域，尤其涉及一种USB接口的静电防护装置。
【背景技术】
[0002]随着技术的发展与进步，USB(通用串行总线)引脚以它速度快、兼容性好、不占中断、可以串接、支持热插拔等特点越来越受到人们的青睐，特别是Micro USB与USB3.0出现，它们以小型化及速度快为特点，不断的应用在各种各样的设备上，如手机、电脑、家电及各种便携式设备，几乎都已成为标准、必备的引脚。但是，由于USB引脚是直接面对各种各样的设备，数据线直接接入芯片，且这些芯片对静电释放非常敏感，很微弱的静电就会让正在传输中数据的中断、丢失，甚至损坏，更严重是会造成芯片的烧毁，让整个系统崩溃。
[0003]所以，对USB引脚的静电防护是必须的，但是在现有的USB引脚的静电防护措施存在着各种各样的缺点，要么是实施复杂、成本昂贵，要么对数据的传输会造成影响，要么是对静电防护不到位。
[0004]请参考图1，图1是CN203813430 U所用的静电防护原理图，它有以下缺点:一是数据线D-/D+上所串接电阻及所并接电容太大，严重影响数据的传输;二是没有对地线及电源线进行防护，静电会通过这两根线进入系统，导致防护能力变差。
[0005]再者，静电防护是一个系统性的工程，不但要在原理上实现，更要在PCB设计上予以体现，只有两者结合，相互配合，才能实现对静电的完好防护，而以现有技术无法完成。
【实用新型内容】
[0006]为了克服现有的相关产品的所有不足，本实用新型提出一种USB接口的静电防护装置，用非常简洁的电路及PCB的优化设计实现了对静电有效的泄放及阻挡，保护了系统，通过对数据线D_/D+、USB的电源及地线进行处理，从而全方位的保护了系统不受静电的干扰。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0008]本实用新型所提供的一种USB接口的静电防护装置，包括:静电泻放电路、静电阻挡电路、USB输入接头和USB输出接头;所述静电泄放电路，一端接USB输入接头，另一端接静电阻挡电路;所述静电阻挡电路，一端接静电泻放电路，另一端接USB输出接头。
[0009]作为本实用新型的进一步改进，所述静电泻放电路包括电容C1、C2以及二极管D1、D2、D3、D4和机壳地PGND;所述电容Cl和二极管Dl并联，其连接端的一端接USB输入接头的D+引脚和静电阻挡电路，另一端接机壳地PGND;所述电容C2和二极管D2并联，其连接端的一端接USB输入接头的D-引脚和静电阻挡电路，另一端接机壳地PGND;所述二极管D3—端接USB输入接头的VSS引脚和静电阻挡电路，另一端接机壳地PGND;所述二极管D4—端接USB输入接头的VBUS弓I脚和静电阻挡电路，另一端接机壳地PGND。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，所述二极管Dl、D2、D3、D4是TVS二极管。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，所述静电阻挡电路包括电阻Rl、R2、电容C3、C4、C5、C6以及磁珠FB1、FB2;所述电容C3与C4并联，其连接端的一端接磁珠FB2，另一端接USB输出接头的VSS引脚;所述电阻Rl—端接电容Cl和二极管Dl连接端，另一端接USB输出接头的D+引脚和电容C5的一端;所述电容C5的另一端接USB输出接头的VSS引脚;所述电阻R2—端接电容C2和二极管D2连接端和USB输入接头的D-引脚，另一端接USB输出接头的D-引脚和电容C6的一端;所述电容C6的另一端接USB输出接头的VSS引脚;所述磁珠FBI—端接USB输入接头的VSS引脚和二极管D3，另一端接USB输出接头的VSS引脚;所述磁珠FB2—端接USB输入接头的VBUS弓I脚和电容D4，另一端接电容C3与C4的连接端和USB输出接头的VBUS引脚。
[0012]作为本实用新型的进一步改进，所述USB接口的静电防护装置还包括PCB元件，静电泻放电路和静电阻挡电路设于PCB元件上，所述电阻Rl、R2和磁珠FB1、FB2在PCB元件上整齐并行排列，并以此作为地线的分割点。
[0013]作为本实用新型的进一步改进，所述PCB在以整齐并行排列的电阻Rl、R2和磁珠FB1、FB2为界的其中一端连接机壳地PGND，另一端连接USB输出接头的VSS引脚。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述USB输入接头是一个标准的USB母座，有多种类型的接口型号，包括但不限于TAPE-A、TAPE-C、MIN1-USB和MIC0R-USB。
[0015]与现有技术相比，本实用新型有以下优点:
[0016]1、用非常简洁的电路及PCB的优化设计实现了对静电有效的泄放及阻挡，保护了系统，通过对数据线D_/D+、USB的电源及地线进行处理，从而全方位的保护了系统不受静电的干扰。
[0017]2、由于电路简洁的设计，只用了少量的元器件，且占用面PCB的面积小成本非常低廉。
[0018]3、在数据线上既没有并联大容值的电容也没有串联大阻值的电阻，不会对高速传输的数据造成影响使数据畸变，保证了数据传输的高速率及准确性。
【附图说明】
[0019]图1为CN 203813430U所用的静电防护原理图；
[0020]图2为本实用新型具体实施例的原理框图；
[0021]图3为本实用新型具体实施例的电路原理图；
[0022]图4为本实用新型具体实施例的PCB设计分布图
[0023]图5为本实用新型具体实施例的PCB设计走线图。
【具体实施方式】
[0024]为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
[0025]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
[0026]参阅图2所示，所述USB接口的静电防护装置，包括:静电泻放电路、静电阻挡电路、USB输入接头和USB输出接头;所述静电泄放电路，一端接USB输入接头，另一端接静电阻挡电路;所述静电阻挡电路，一端接静电泻放电路，另一端接USB输出接头。
[0027]参阅图3所示，所述USB输入接头作为信号的输入是一个标准的USB母座，有多种类型的接口型号，包括但不限于TAPE-A、TAPE-C、MIN1-USB和MIC0R-USB。
[0028]所述静电泻放电路包括电容(:1、02以及二极管01、02、03、04和机壳地?6冊;所述电容Cl和二极管DI并联，其连接端的一端接USB输入接头的D+引脚和静电阻挡电路，另一端接机壳地PGND;所述电容C2和二极管D2并联，其连接端的一端接USB输入接头的D-引脚和静电阻挡电路，另一端接机壳地PGND;所述二极管D3—端接USB输入接头的VSS引脚和静电阻挡电路，另一端接机壳地PGND;所述二极管D4—端接USB输入接头的VBUS引脚和静电阻挡电路，另一端接机壳地PGND。所述的静电泄放电路，用于静电的泄放，当静电通过U SB输入接头进入系统时，把静电泄放到机壳地PGND上。
[0029 ] 所述静电阻挡电路包括电阻R1、R2、电容C3、C4、C5、C6以及磁珠FB1、FB2;所述电容C3与C4并联，其连接端的一端接磁珠FB2，另一端接USB输出接头的VSS引脚;所述电阻Rl —端接电容Cl和二极管Dl连接端，另一端接USB输出接头的D+引脚和电容C5的一端;所述电容C5的另一端接USB输出接头的VSS引脚;所述电阻R2—端接电容C2和二极管D2连接端和USB输入接头的D-引脚，另一端接USB输出接头的D-引脚和电容C6的一端;所述电容C6的另一端接USB输出接头的VSS引脚;所述磁珠FBl—端接USB输入接头的VSS引脚和二极管D3，另一端接USB输出接头的VSS引脚;所述磁珠FB2—端接USB输入接头的VBUS引脚和电容D4，另一端接电容C3与C4的连接端和USB输出接头的VBUS引脚。所述的静电阻挡电路，用于对静电的阻挡，当静电通过USB输入接头进入系统时，把静电阻挡住，不让静电进入系统，并把残余的静电导入到USB输出接头的VSS引脚。
[0030]当静电通过USB输入接头Jl进入系统时，如果静电是通过USB输入接头的外壳SHLD(定位孔)进入，因外壳连接到机壳地PGND，则静电直接泄放到机壳;如果静电通过USB输入接头的VBUS引脚进入，在磁珠FB2的阻挡下，静电通过TVS 二极管D4泄放到机壳地PGND，残余的静电也会通过电容C3、C4泄放至IjUSB输出接头的VSS引脚;静电如果通过USB输入接头的D-引脚进入，在电阻R2的阻挡下，静电通过电容C2以及TVS 二极管D2泄放到机壳地PGND，残余的静电也会通过电容C6泄放到USB输出接头的VSS引脚;静电如果通过USB输入接头的D+引脚进入，在电阻的Rl的阻挡下，静电通过电容Cl以及TVS 二极管Dl泄放到机壳地PGND，残余的静电也会通过电容C5泄放到USB输出接头的VSS引脚;静电如果通过USB输入接头的VSS引脚进入，在磁珠的FBl的阻挡下，静电通过TVS 二极管D3泄放到机壳地PGND。
[0031]参阅图4和图5所示，所述USB接口的静电防护装置还包括PCB元件，静电泻放电路和静电阻挡电路设于PCB元件上，所述电阻Rl、R2和磁珠FB1、FB2为在PCB元件上整齐并行排列，并以此作为地线的分割点，以整齐并行排列的电阻R1、R2和磁珠FB1、FB2为为界的其中一端连接机壳地PGND把静电引入到机壳，另一端连接USB输出接头的VSS引脚，这样即使机壳对静电泄放不干静，静电通过电阻R1、R2泄放到USB输出接头的D-/D+，再通过电容C5、C6也能把静电导入到USB输出接头的VSS引脚。所述以整齐并行排列的Rl、R2、FB1、FB2分割为界的两端如虚线所示，虚线不包括在本实用新型的保护范围内。通过对地线的分割及元件的布局，使静电通过合理的路径进行泄放。
[0032]当静电通过USB输入接头Jl进入系统时，因为静电总是最先通过泄放路径最短、阻抗最低的地方放电，从图4和图5中可以看出，在Rl、R2、FB1、FB2的阻挡下，机壳地PGND与USB输出接头的VSS弓丨脚有着绝对的分割，所以机壳地PGND是路径最短、阻抗最低的点，静电会通过机壳地PGND放电，从而保护了系统不会受到损害。
[0033]本实用新型采用非常简洁的电路及PCB的优化设计实现了对静电有效的泄放及阻挡，保护了系统。通过对数据线D-/D+、USB的电源及地线进行处理，从而全方位的保护了系统不受静电的干扰。
[0034]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种USB接口的静电防护装置，其特征在于，包括:静电泻放电路、静电阻挡电路、USB输入接头和USB输出接头;所述静电泄放电路，一端接USB输入接头，另一端接静电阻挡电路;所述静电阻挡电路，一端接静电泻放电路，另一端接USB输出接头。2.如权利要求1所述的USB接口的静电防护装置，其特征在于:所述静电泻放电路包括电容(:1工2以及二极管01、02、03、04和机壳地?6仰;所述电容(:1和二极管01并联，其连接端的一端接USB输入接头的D+引脚和静电阻挡电路，另一端接机壳地PGND;所述电容C2和二极管D2并联，其连接端的一端接USB输入接头的D-引脚和静电阻挡电路，另一端接机壳地PGND;所述二极管D3—端接USB输入接头的VSS引脚和静电阻挡电路，另一端接机壳地PGND;所述二极管D4—端接USB输入接头的VBUS弓I脚和静电阻挡电路，另一端接机壳地PGND。3.如权利要求2所述的USB接口的静电防护装置，其特征在于:所述二极管Dl、D2、D3、D4是TVS 二极管。4.如权利要求1所述的USB接口的静电防护装置，其特征在于:所述静电阻挡电路包括电阻R1、R2、电容C3、C4、C5、C6以及磁珠FB1、FB2;所述电容C3与C4并联，其连接端的一端接磁珠FB2，另一端接USB输出接头的VSS引脚;所述电阻Rl—端接电容Cl和二极管Dl连接端，另一端接USB输出接头的D+引脚和电容C5的一端;所述电容C5的另一端接USB输出接头的VSS引脚;所述电阻R2—端接电容C2和二极管D2连接端和USB输入接头的D-引脚，另一端接USB输出接头的D-引脚和电容C6的一端;所述电容C6的另一端接USB输出接头的VSS引脚;所述磁珠FBl—端接USB输入接头的VSS引脚和二极管D3，另一端接USB输出接头的VSS引脚；所述磁珠FB2—端接USB输入接头的VBUS引脚和电容D4，另一端接电容C3与C4的连接端和USB输出接头的VBUS引脚。5.如权利要求4所述的USB接口的静电防护装置，其特征在于:所述USB接口的静电防护装置还包括PCB元件，静电泻放电路和静电阻挡电路设于PCB元件上，所述电阻R1、R2和磁珠FB1、FB2在PCB元件上整齐并行排列，并以此作为地线的分割点。6.如权利要求5所述的USB接口的静电防护装置，其特征在于:所述PCB在以整齐并行排列的电阻Rl、R2和磁珠FB1、FB2为界的其中一端连接机壳地PGND，另一端连接USB输出接头的VSS引脚。7.如权利要求1-6任一项所述的USB接口的静电防护装置，其特征在于:所述USB输入接头是一个标准的USB母座，有多种类型的接口型号，包括但不限于TAPE-A、TAPE-C、MIN1-USB和MICOR-USB。
【文档编号】H02H9/00GK205595780SQ201620024322
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年1月11日
【发明人】邹传彬
【申请人】深圳市三诺数字科技有限公司