高特PD快充静电防护方案之创新篇--四合一方案(二)

充电头网 2023-03-21

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应用背景

PD快充，是由USB-IF组织制定的一种快速充电规范，是主流的快充协议之一。PD快充充电器，已是众多便携式电子设备必不可少的伴侣；第三代半导体的介入，更是将PD快充充电器推向更高的层次，其电流密度更大体积更小、充电时间超快，给用户带来了相当大的便利性。但PD快充充电器在使用的过程中会出现频繁的热插拨和人体接触，热插拨容易产生过压、过流事件伤害PD快充充电器，人体接触容易产生静电放电事件伤害PD快充充电器。因此，作为一款合格的PD快充充电器，其内部安全防护措施的设计必不可少。

目前PD快充充电器静电防护方案多采用四颗单一的静电防护二极管，其静电防护方案参照下图，由于采用的器件数量多达四颗，存在以下问题：占用不少印刷电路板面积，布线相对复杂，贴片次数多，成本高。

方案介绍

响应PD快充对静电防护的精细化要求，尤其是同一Type-C端口存在两种电压防护的需求，高特提出了PD快充静电防护创新方案--四合一PD快充充电器静电防护方案（创新篇）。

该方案采用一颗高特DFN2510封装外形的静电防护器件 GESD2404JDO 或 GESD2404JDOC 或 GESD5B04JDO 或 GESD5B244JDO 或 GESD524BJDO，可单颗静电防护器件为PD协议IC的DMP(+)、DMC(-)、CC1、CC2等管脚一次性提供单向或双向及单电压或双电压静电防护，为不同厂商提供了更多个性化的静电防护解决方案，帮助完善其产品的静电防护能力。

相较于目前PD快充充电器静电防护单SOD-523 ESD管方案，高特PD快充静电防护创新方案采用了集成封装形式，拥有更加微小的体积，在PCB板上减少51%以上的占板面积、仅需单点接地PCB布线更加简单、减少了3次贴片次数，降低器件本身和贴片的成本。

ESD防护器件的布线要避免自感，ESD是巨变突发的脉冲，很可能会在回路中引起寄生自感，进而对回路形成强大的电压冲击，并可能超出IC的承受极限而造成损伤；负载产生的自感电压与电源变化强度成正比，ESD冲击的瞬变特征易于诱发高强自感。而减小寄生自感的基本原则是尽可能缩短分流回路，必须考虑到包括接地回路、ESD防护器件与被防护线路之间的回路，以及由接口到ESD防护器件通路等所有因素。所以ESD防护器件应与接口尽量接近，与被防护线路尽量接近，这样才会减少自感耦合到其它邻近线路上的机会。

高特PD快充静电防护创新方案中的所有ESD防护器件均采用DFN2510封装形式,该封装的引脚间距非常接近Type-C接口的引脚间距，可实现直通式的布线方式。所以该方案的ESD防护器件可以最大程度的靠近Type-C接口放置，直通式的布线方式缩短ESD防护器件与被防护线路及地线之间的回路，从而减少自感耦合到其它邻近线路上的机会。

高特PD快充静电防护方案之创新篇的静电防护器件型号为GESD2404JDO 或 GESD2404JDOC 或 GESD5B04JDO 或GESD5B244JDO 或 GESD524BJDO，这系列的封装外形均为DFN2510，抗静电能力最低达±20kV，其中：

GESD2404JDO内含四个24V单向防护通道；

GESD2404JDOC内含四个24V双向防护通道；

GESD5B04JDO内含四个5V双向防护通道；

GESD5B244JDO内含两个5V双向和两个24V单向防护通道；

GESD524BJDO内含两个5V双向和两个24V双向防护通道。

以上五款四通道静电防护器件符合PD快充充电器不同电压段的静电防护需求。

高特技术支持

高特可针对用户的实际需求提供静电和浪涌防护的整体解决方案；
高特可免费为用户提供PD快充抗静电和浪涌的测试及整改服务；
高特可依据用户实际应用中的特别需求进行ESD防护器件定向化开发。

高特微电子提供200多款从单通道到多通道的ESD防护器件，整体外形尺寸小至0.6*0.3*0.3mm (DFN0603)，工作电压范围覆盖2.5V~36V，电容值低至0.2pF，为电子产品的各类通信接口，如USB、HDMI、LVDS、RS485、RS232、VGA、RJ11、RJ45、BNC、RF天线和GPIO等提供多元化的ESD防护方案。

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