usb保護(hù)電路圖(一)
圖2是NUP4114UPXV6為USB2.0高速數(shù)據(jù)應(yīng)用提供ESD保護(hù)的電路圖。
USB控制器
如果發(fā)生ESD瞬態(tài)事件，器件中的控向二極管使瞬態(tài)電流避開受保護(hù)的IC，而集成的TVS器件將浪涌電流轉(zhuǎn)移到地。TVS元件還會(huì)抑制電壓總線(VBUS)上的ESD事件。NUP4114UPXV6通過(guò)這些方式保護(hù)USB 2.0高速數(shù)據(jù)線路應(yīng)用中的敏感IC。
usb保護(hù)電路圖(二)
利用比較器并結(jié)合外圍電路，設(shè)計(jì)出一種可以自動(dòng)探測(cè)USB電源輸出線是否發(fā)了對(duì)12V電源或地短路，并且可以在短路故障發(fā)生時(shí)自動(dòng)切斷電源供應(yīng)的保護(hù)電路。
另外，如果探測(cè)到聯(lián)接設(shè)備不在支持的USB設(shè)備之列，系統(tǒng)也可以借助本電路主動(dòng)斷開電源供應(yīng)，并自動(dòng)根據(jù)設(shè)備的連接狀態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)電源供應(yīng)的控制。具體電路如圖1所示。
圖1 USB VBUS短路保護(hù)電路
圖中MN1和MN2是USB電源通道上的兩個(gè)MOSFET，用于控制5伏電源的輸出，它們的G端都連接到比較器的輸出端上。比較器的正端電位值受 3.3伏和VBUS共同影響，負(fù)端電位值由Umid通過(guò)電阻分壓來(lái)決定，Umid的值總是與VCC5V和VBUS中的大都相同。
充分發(fā)揮二極管的正向?qū)ê头聪蚪刂沟淖饔茫?duì)MOS管中快恢復(fù)二極管加以利用，利用一個(gè)比較器便可以構(gòu)成一個(gè)窗口比較器。
如果VBUS上的電壓落在窗口之外(例如12V供電電壓或地電平)，那么比較器輸出低電平，關(guān)斷供電線的MOS管。
這樣既使12V電壓無(wú)法進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部，也防止了系統(tǒng)5V供電因?yàn)閷?duì)地短路而發(fā)生過(guò)流，起到了保護(hù)系統(tǒng)不受短路侵?jǐn)_的作用。
usb保護(hù)電路圖(三)
本系統(tǒng)采用USB 控制芯片PDIUSBD12 和D/A 轉(zhuǎn)換器AD558 來(lái)實(shí)現(xiàn)DAC 控制。計(jì)算機(jī)可以通過(guò)USB 接口控制AD558 輸出所需的各種模擬信號(hào)。由于計(jì)算機(jī)的USB 接口具有向外供電的功能，因此這里采用USB 接口的電源為PDIUSBD12 芯片供電。
AD558 的數(shù)據(jù)總線連接到PDIUSBD12.AD558 工作于0~+10V 模擬電壓輸出模式。電容C9 和C10 用于改善輸出波形。AD558 采用單一的12V 供電，不需要外接基準(zhǔn)電壓源。數(shù)模轉(zhuǎn)換部分的電路原理圖如圖3 所示。
USB 接口中的D+和D-用于高速的USB 數(shù)據(jù)傳輸，因此這兩根信號(hào)線直接影響USB接口電路的穩(wěn)定性，在印制電路板布線的時(shí)候需要仔細(xì)布置。
D+和D-的走線應(yīng)盡可能短且相等，并且合理設(shè)置D+和D-的導(dǎo)線寬度和間距。D+和D-之間的差分阻抗應(yīng)該為90W±10%.保證在D+和D-信號(hào)的下面是完整的GND 層。中間斷開的GND 層將導(dǎo)致差分阻抗不匹配，并增加信號(hào)的干擾。
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