智能手環ESD防護方案，拆解這些「隱形鎧甲」如何守穩設備運作的最後防線。

智能手環的ESD器件防護原理

智能手環貼身佩戴，人體本身帶有大量靜電，無論是日常使用還是充電過程，都難免受到靜電的干擾與破壞。手環內部的感應器電路、電池、按鈕、充電介面，以至藍牙、WiFi及USB介面等關鍵部件，一旦受到不同程度的靜電衝擊，便可能引發以下問題：

與手機等裝置的藍牙連接不穩，導致數據傳輸困難；

內置加速度感應器受高頻電磁干擾，令計步數據失準；

靜電更可能直接損壞藍牙、USB等敏感電路，造成永久性損害。

因此，對於智能手環、手錶這類微型電路設備，ESD（靜電防護）不僅至關重要，其防護元件的選用更有嚴格要求：

電容值必須極低：避免干擾高速數據傳輸，確保防護電路不影響裝置的正常運作。

箝位電壓要足夠低：以便有效保護最敏感的電路。當ESD事件發生時，防護元件需即時將瞬態電壓引開並消散，保護USB等介面免受損害。

封裝尺寸要更小巧：以適應穿戴式設備內部極其有限的空間。

USB介面的ESD防護重點

在智能手環、手錶中，USB介面的ESD防護尤為關鍵。目前，主流設備已普遍採用Type-C介面。

Type-C介面

全稱USB Type-C，是最新一代的USB外形標準。與傳統的Type-A、Type-B相比，Type-C體積大幅縮小，僅為前者的三分之一。其最大優點是支持正反插拔，解決了「USB永遠插唔啱」的困擾，且可承受高達一萬次的反覆插拔。在數據傳輸方面，其最高速度可達10Gbit/秒（即USB 3.1標準）。此外，Type-C具備極高的擴展性，可同時承載電源、USB及視頻信號等，真正實現「一線通」。

然而，Type-C介面因頻繁插拔，更容易受到人體靜電放電的傷害。其內部集成了高集成度晶片，靜電放電不僅會削弱元件性能，甚至可導致永久損壞。加上Type-C擁有更高的數據傳輸速率和快充功能，這些優勢也對靜電防護提出了更高的要求。

Type-C介面防護電路示意圖

Type-C介面防護元件推薦

香港天微的 TT0314TP 是一款低電容ESD靜電防護元件，專為高速數據介面提供保護而設計。TT0314TP採用符合RoHS標準及無鹵素的2.5mm x 1.0mm x 0.55mm DFN2510-10L封裝，在單一封裝內集成了八個浪湧電壓額定、超低電容的轉向二極管及一個TVS（瞬態電壓抑制二極管）。在瞬態條件下，轉向二極管會將瞬態信號引導至電源正極或接地。TT0314TP符合IEC61000-4-2 (ESD) 等級4 (±15kV空氣，±8kV接觸放電)、IEC61000-4-5 (雷擊) (5A, 8/20μs) 等多項國際標準。

TT0314TP的 VRWM（反向工作電壓） 為3.3V，即當3.3V反向電壓施加於其上時，二極管陣列處於關斷狀態；其 雪崩電壓 為7V，即反向電壓低於7V時，保護二極管陣列不會導通。當反向電壓超過7V時，二極管便會導通，開始保護電路。其 Vc@Ipp（箝位電壓@脈衝電流） 為3.5V@5A，代表可承受5A的峰值電流，並能將電路兩端電壓箝位在安全的3.5V；而 Cj（結電容） 僅為0.7pF，這個極低的寄生電容特性，使其非常適合USB 3.0等高速數據傳輸，確保信號完整性。

以下為TT0314TP的主要性能參數、內部電路圖及引腳配置圖。

TT0314TP主要性能參數

TT0314TP內部電路圖

TT0314TP引腳配置圖

透過以上分析，我們對智能手環的ESD防護方案有了更深入的瞭解。從防護設計到元件選型，每一個細節都在為設備的穩定運行保駕護航。