¿Protección EMI/ESD para la interfaz USB?

Question

Soy un estudiante que está haciendo una simple placa compatible con Arduino similar a el Pro Micro y voy a poner un conector USB en la placa.

El esquema en el enlace anterior no muestra ningún tipo de circuito de protección EMI/ESD, y nunca he utilizado ninguno en las placas anteriores que he hecho, pero esta vez he investigado un poco y he encontrado que se recomienda.

Estoy leyendo una nota de aplicación de Atmel que da recomendaciones para las interfaces USB y tiene lo siguiente:

Hay un algunos similar preguntas aquí, pero todavía no estoy seguro de algunas cosas:

• ¿Deben utilizarse diodos TVS o Zener? Los diodos de la aplicación de Atmel me parecen diodos Zener, pero por lo que he leído parece que los diodos TVS serían más apropiados.
• ¿Cómo de cerca debe estar la tensión de ruptura de los diodos de los 5V?
• ¿Qué tensión tienen que tener los diodos y el condensador?
• ¿Es el SHIELD ¿el pin que se muestra en el diagrama son las "patas" de un conector USB SMD (es decir, la carcasa)?

Gracias por sus consejos.

Answer 1

Necesita una matriz TVS específica para la aplicación USB con una capacitancia lo suficientemente baja como para no distorsionar las señales D+ y D-. NXP también tiene un buen nota de aplicación sobre el tema - la nota que citó también lo menciona (ver página 5).

Esencialmente, las matrices de TVS ordinarias tienen suficiente capacitancia para distorsionar los bordes de las señales D+ y D-, causando problemas con la diagrama de ojo prueba. Esta pérdida de integridad de la señal puede interferir en las comunicaciones y es una forma segura de suspender la certificación USB.

Muchos proveedores comercializan conjuntos de TVS específicos para USB para la protección contra ESD. Tendrán la clasificación adecuada, es decir, no tendrá que preocuparse por la clasificación de la tensión, etc. - Sólo tienes que conseguir uno que esté pensado para USB y no tendrás problemas.

En cuanto a la conexión SHIELD, tienes razón: es la carcasa metálica del conector y el blindaje trenzado del cable USB que se conecta a él, que probablemente está referenciado a la tierra de protección en algún lugar del lado del PC. Por razones de EMI debería no estar directamente ligado a la conexión de la señal GND, sino que debe estar conectado a través de alguna impedancia. He visto tanto resistencias / condensadores en paralelo (como has mostrado) como conexiones de cuentas de ferrita entre ellos.