1、單口USB2.0的ESD應用方案
USB介面的工作電壓一般為5V,電壓可能會存在細微的波動,但這種波動通常不會超過±0.2V的範圍,即保持在4.8V至5.2V之間。
對於監控攝像頭上的USB2.0單介面的ESD保護方案,我們選取了TT0521SB對兩條數據信號線D+和D-進行ESD保護,TS0511LE對VBUS進行ESD保護。
TT0521SB是一款DFN1006-2L封裝的雙向單通道ESD晶片,符合IEC 61000-4-2 (ESD) ±25kV (Air) 和±20kV (Contact)標準,工作電壓為5V,漏電流0.01uA,結電容0.35pf。
TS0511LE是一款SOD323封裝的單向單通道ESD晶片,符合IEC61000-4-2 (ESD) +/-30kV (air)和+/-30KV(contact)標準,工作電壓5V,漏電流0.1uA,結電容150pf。
應用方法如圖1所示,USB2.0最高支持480Mbps的傳輸速率,所以對數據信號線D+和D-的ESD保護選擇了結電容低至0.35pf的器件,而VBUS只是一條提供5V電源和500mA的電源線,對器件的電容要求不高,只需選取單向保護的TS0511LE即可滿足需求。

圖1 單口USB2.0介面保護方案電路圖
2、雙口USB2.0的ESD應用方案
在有些應用場景下,單口的USB不能滿足使用要求,需要配備兩個甚至更多的USB介面。但由於空間有限,不可能使用數量過多的ESD保護晶片,因此對於雙口的USB2.0介面,我們採用了集成式的TT0514TL進行ESD保護。
TT0514TL是一款採用SOT23-6L封裝的單向四通道ESD保護晶片,工作電壓為5V,漏電流為0.1uA,結電容為0.6pf,器件的應用方法如圖2所示。

圖2 雙口USB2.0介面保護方案電路圖
3、USB3.X(Gen1,Gen2)的ESD應用方案
在人工智慧和演算法的大背景下,應對未來監控攝像頭需要更高數據速率和更高功率傳輸水準,可能會應用更先進的USB介面,因此本方案也給出USB3.X的ESD應用方案。
對於USB3.X Gen1介面,我們採用了TT0314TP+ TT0514TL的組合。
對於USB 3.X Gen2介面,我們採用了TT3304SP+ TT0514TL的組合。
TT0314TP的結電容為0.6pf,TT3304SP的結電容為0.3pf,滿足USB3.X Gen2更高速率的要求。這兩種介面的結構一樣,應用方法類似,如圖3所示。

圖3 USB3.X(Gen1,Gen2)介面保護方案電路圖
