數據接口的靜電和浪涌防護是現代電子系統設計中不可或缺的一部分,其重要性在于保護敏感的電子設備免受外部環境因素造成的損害。靜電放電(ESD)和浪涌是兩種常見的威脅,它們能夠瞬間產生高電壓或大電流,對電路造成潛在的破壞。
ESD通常發生在人體或其他物體接近或接觸電子設備時,而浪涌則可能由雷擊、電力系統故障或其他電磁干擾事件引起。這些瞬態事件可能導致數據接口的物理損壞,數據丟失,或者系統不穩定,從而影響設備的正常運行。特別是在數據中心、工業控制、通信網絡等對可靠性要求極高的應用中,一次意外的ESD或浪涌事件就可能引發服務中斷,造成巨大的經濟損失。
因此,通過使用適當的防護元件如ESD二極管、TVS二極管、氣體放電管(GDT)、壓敏電阻等,建立多級防護機制,可以有效吸收或導走這些瞬變能量,確保這些關鍵數據接口的安全與系統的持續運行。
雷卯針對不同的數據接口的不同保護需求提供了各種方案。
eSATA(External Serial ATA)接口是一種基于Serial ATA(SATA)標準的外部接口技術,專為連接外部存儲設備而設計。它提供了一種高速、可靠的方式,使用戶能夠像連接內部硬盤一樣方便地接入外部SATA硬盤、SSD或光驅等存儲設備,而無需打開計算機機箱。
eSATA接口通過使用與內部SATA相同的信號和數據傳輸協議,消除了傳統USB或Firewire接口可能帶來的性能瓶頸,從而能夠充分利用存儲設備的最大讀寫速度。
12.1 eSATA 靜電保護方案
方案優點:eSATA提供6000Mbit/s的傳輸速度,雷卯采用集成器件防護,寄生電容<1pf,保證信號完整性,滿足IEC61000-4-2,等級4,接觸放電8kV,空氣放電15kV
12.2 eSATA 靜電保護方案2
方案優點:eSATA可用LC05CD或ULC0502M3Q,雷卯采用超低電容集成器件防護, 寄生電容<1pf,可以保證信號完整性的同時,通過靜電測試。滿足IEC61000-4-2,等 級4,接觸放電30kV,空氣放電30kV。
T1和E1屬于準同步數字系列(PDH)。T1接口提供1.544 Mbps的總帶寬,分為24個時隙,每個時隙可承載一個64 Kbps的通道,常用于電話和數據傳輸。而E1接口遵循歐洲標準,帶寬為2.048 Mbps,包含32個時隙,同樣每個時隙通常為64 Kbps,適用于更廣泛的國際應用,特別是在中國也采納了這一標準。兩者都是基于時分復用技術,確保高效利用帶寬資源,廣泛應用于企業網絡連接、ISP接入、遠端接入以及多種通信協議的傳輸。
13.1 T1 E1接口靜電浪涌保護方案
方案優點:雷卯采用集成器件防護,節約空間,提供大浪涌器件前級保護。保證信號完整性,滿足IEC61000-4-2,等級4,接觸放電8kV,空氣放電15kV。
I/O接口,即輸入/輸出接口,是計算機系統中至關重要的組成部分,它作為中央處理器(CPU)與外部設備之間的橋梁,實現了數據和控制信號的雙向傳輸。這些接口允許計算機與外部世界進行交互,無論是從鍵盤接收輸入命令、向顯示器發送圖像數據,還是與硬盤、網絡設備、打印機等進行數據交換。
14.1 普通IO靜電保護方案
方案優點:雷卯采用普通低電容集成器件防靜電,滿足IEC61000-4-2,等級4,接觸放電8kV,空氣放電15kV。 單路的0402封裝器件可選。
MCU串口,即微控制器(Micro controller Unit)中的串行通信接口,是一種實現微控制器與外部設備間高效數據交換的技術。通過串行方式,即逐位依次傳輸數據,MCU串口能夠把外部設備的數據轉化為微控制器可識別的信號,使微控制器能夠控制這些設備;同時,它也將微控制器發出的指令轉化為外部設備能理解的形式,以執行控制功能。
14.2 MCU串口UART分立式靜電保護方案
方案優點:常見的UART提供115200Mbps的傳輸速度,雷卯采用分立器件防護, 方便設計放置,保證信號完整性。ESDA33CP30,SMDA05CCN,ULC0542C滿足IEC61000-4-2,等級4。
14.3 MCU串口UART集成式靜電保護方案
方案優點:UART提供11520Mbps的傳輸速度,雷卯采用單顆器件防護,節約空間, 保證信號完整性,ULC3304P10, ULC0524P 的1腳和6腳之間,2腳和9腳之間,4腳和7腳之間可以連通,方便PCB布線,滿足IEC61000-4-2,等級4,接觸放電30kV,空氣放電30kV,保證工業客戶的各種電氣干擾。
Keyboard按鍵是構成計算機或其他電子設備輸入設備——鍵盤的基本單元,用戶通過按下這些物理按鈕向設備發送指令或輸入信息
15.1 Keyboard按鍵分立器件靜電保護方案
方案優點:雷卯采用普通低電容分立器件防靜電,滿足IEC61000-4-2,等級4, 接觸放電8kV,空氣放電15kV。
15.2 Keyboard按鍵集成器件靜電保護方案
方案優點:雷卯采用普通低電容集成器件防靜電,滿足IEC61000-4-2,等級4, 接觸放電8kV,空氣放電15kV。
CAN,全稱Controller Area Network,即控制器局域網絡,是一種國際標準化的串行通信協議,廣泛應用于汽車電子、工業自動化、船舶、醫療設備等領域。CAN總線系統設計用于在分布式控制系統中實現高效、可靠的數據傳輸,具備多主控制、錯誤檢測與恢復、故障封閉等特性,支持節點之間的高速通信,同時保持系統的靈活性和擴展性。
16.1 CAN靜電保護方案
方案優點:雷卯采用集成器件保護,電容<50PF,可以保證信號完整性的同時,通過靜電測 試。滿足:滿足IEC61000-4-2,等級4,接觸放電30kV,空氣放電30kV。SMC24 通過汽車級AEC-Q101認證。
16.3 CAN靜電濾波保護方案
方案優點:雷卯采用多路集成器件保護,電容<50PF,可以保證信號完整性的同時,可濾除雜訊、通過靜電測試。
滿足:IEC61000-4-2,等級4,接觸放電30kV,空氣放電30kV。 SMC24 通過汽車級AEC-Q101認證。
16.4 CAN接口靜電浪涌保護方案
方案優點:用于CAN接口的浪涌保護,雷卯采用低殘壓的TSS,有效保護接口,TSS反應時 間為ns級,既可防浪涌,又可防靜電,且保證信號完整性.
滿足: IEC61000-4-2,靜電等級4,接觸放電15kV,空氣放電8kV; IEC61000-4-5 浪 涌 10/700μs,6KV。
麥克風,又稱傳聲器或話筒,是一種將聲音信號轉換為電信號的能量轉換裝置,廣泛應用于通訊、錄音、廣播、演出、會議等多個領域。
17.1麥克風靜電保護方案
方案優點:雷卯采用集成器件保護,電容0.22PF,可以保證信號完整性的同時,通過靜電測試。 滿足:IEC61000-4-2,接觸放電 30kV,空氣放電30kV。
RS485和RS422接口均屬于串行通信標準,主要用于實現設備間的長距離數據傳輸,特別適合工業和商業環境中復雜布線和噪聲抑制的要求。
RS485接口是一種半雙工通信協議,它采用差分信號傳輸,允許在一個總線上連接多個設備(理論上最多可達256個),并且能夠在長達1200米的距離上以高達10Mbps的速度傳輸數據。RS485因其低成本、高可靠性以及良好的抗噪性能,在工業自動化、樓宇自動化、遠程監控系統中得到廣泛應用。
相比之下,RS422接口提供全雙工通信能力,同樣使用差分信號,但通常需要四條線(兩條發送,兩條接收),這使得它能夠在同一時間內同時發送和接收數據。RS422的傳輸距離和數據速率與RS485相似,但因其全雙工特性,RS422在需要雙向同時通信的應用場景中更為適用,例如在專業音頻設備和高速數據采集系統中。
18.2 RS485 浪涌保護方案
方案優勢:雷卯采用兩級保護,第一級采用GDT抗浪涌,第二級ESD二極管防靜電。防靜電符合IEC 61000-4-2 (ESD)±30kV(空氣)和±30kV(接觸)標準。浪涌保護等級:8/20us 5KA。
18.4 RS485 浪涌濾波保護方案
方案優點:雷卯采用多路集成器件保護,可以保證信號完整性的同時,可濾除雜訊, 通過靜電測試。滿足:滿足IEC61000-4-2,ISO10605-2 等級4,接觸放電30kV,空氣放電30kV。
18.5 RS422 RS485靜電浪涌保護方案
方案優點:用于RS422 RS485接口的浪涌保護,雷卯采用低殘壓的TSS,有效保護RS422 RS485芯片,TSS反應時間為ns級,既可防浪涌,又可防靜電,且保證信號完整性.滿足IEC61000-4-2,靜電等級4,接觸放電15kV,空氣放電8kV; IEC61000-4-5 浪 涌 10/700μs,6KV。
19.2 RS422數據線帶電源靜電 浪涌保護方案
方案優點:雷卯采用集成器件保護,可以保證信號完整性的同時,通過靜電測試。滿足:滿足IEC61000-4-2,ISO10605-2 等級4,接觸放電30kV,空氣放電30kV
RS232接口是一種經典的串行通信標準,最初由美國電子工業協會(EIA)制定,全稱為EIA-RS-232。它主要用于實現計算機與外部設備之間的數據傳輸,如打印機、調制解調器等。
20.1 RS232接口集成式靜電保護方案
方案優點:雷卯采用集成器件保護,可以保證信號完整性的同時,通過靜電測試。滿足:IEC61000-4-2,ISO10605-2 等級4,接觸放電30kV,空氣放電30kV
20.2 RS232 接口集成式浪涌靜電保護方案
方案優勢:雷卯采用兩級保護,第一級采用GDT抗浪涌,第二級ESD二極管防靜電。防靜電符合IEC 61000-4-2 (ESD)±30kV(空氣)和±30kV(接觸)標準。浪涌保護等級:8/20us 5KA。
20.4 RS232數據線帶電源靜電浪涌保護方案
方案優點:雷卯采用集成器件保護,可以保證信號完整性的同時,通過靜電測試。滿足:滿足IEC61000-4-2,ISO10605-2 等級4,接觸放電30kV,空氣放電30kV。
20.5 RS232 接口分立式靜電保護方案
RS-232標準接口,又稱為EIA RS-232,是常用的串行通信接口標準之一,通常應用于距離較短的點對點通信。此接口在通信設備上作為調試接口、板間通信接口和監控信號接口,速率最高為115,200波特率。
方案優點:雷卯采用分立器件保護,可以保證信號完整性的同時,通過靜電測試。滿足:滿足IEC61000-4-2,ISO10605-2 等級4,接觸放電30kV,空氣放電30kV
20.6 RS232 接口分立式浪涌靜電保護方案
方案優勢:雷卯采用兩級保護,第一級采用GDT抗浪涌,第二級ESD二極管防靜電采用分立式器件。防靜電符合IEC 61000-4-2 (ESD)±30kV(空氣)和±30kV(接觸)標準。浪涌保護等級:8/20us 5KA。
雷卯有詳細的方案布線圖,和推薦型號參數。請聯系雷卯EMC小哥索要。
雷卯主要提供防靜電TVS/ESD以及相關EMC元器件(放電管TSS/GDT、穩壓管ZENER、壓敏電阻MOV、整流二極管RECTIFIER、自恢復保險絲PPTC、場效應管MOSFET、電感)。
雷卯圍繞EMC電磁兼容服務客戶,自建免費實驗室為客戶測試靜電ESD(30KV)、群脈沖EFT(4KV)、浪涌(8/20,10/700 10/1000)、汽車拋負載(7637 5a/5b)和元器件的性能測試等。Leiditech緊跟國內外技術更新脈搏,不斷創新EMC保護方案和相關器件,目標方向為小封裝,大功率,為國產化替代提供可信賴方案和元器件。
審核編輯 黃宇
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