上海雷卯：HDMI接口的进化与防静电ESD对策

Release time：2023-11-30
author：AMEYA360
source：上海雷卯
reading：1825

　　一.HDMI接口故障现象

上海雷卯：HDMI接口的进化与防静电ESD对策

　　上海雷卯常接到工程师反应HDMI接口故障现象,归纳故障现象大概有如下几种情况：

　　·做ESD认证测试，打静电没过，屏幕上出现闪烁、扭曲、花屏或黑屏的情况。

　　·图像模糊、颜色失真、画面噪点或声音杂音的问题。

　　·HDMI接口的金属引脚受损，例如弯曲、断裂。

　　·HDMI接口内部电子元件造成损坏，导致整个设备无法启动或出现其他故障。

　　二.分析故障原因

　　HDMI接口是一种高速数字接口，在日常使用中，人体静电放电或其他外部电源的静电放电可能会对接口和连接的设备造成损害。另外HDMI接口通常连接到电视、显示器、投影仪等设备，这些设备对静电放电非常敏感。同时根据雷卯工程师整改案例总结有如下原因：

　　·HDMI接口处没有放ESD 二极管

　　·ESD二极管选择不合适， 本来接口应选用3.3V ESD二极管，且选择5V,导致IC没受到应有保护。

　　因此，如果没有做好ESD保护，就会出现以上故障情况。

　　为了确保HDMI接口和连接的设备的稳定性、可靠性和寿命，使用ESD二极管保护器件是非常必要的。它可以有效地防止静电放电对设备造成损坏，并提供符合标准要求的保护水平。那么ESD二极管怎么选择呢。

　　三.选择ESD保护二极管的关键参数

　　选择适合HDMI接口的ESD保护二极管要考虑的关键参数包括：

　　1. 寄生电容Cj ：

　　HDMI 1.0-1.2：数据速率最高可达4.95 Gbps。

　　HDMI 1.3-1.4：数据速率可达10.2 Gbps。

　　HDMI 2.0-2.1：数据速率最高可达18 Gbps。

　　在选择ESD保护二极管为确保TMDS线的信号完整性时，寄生电容成为最重要的参数之一。当选择适合HDMI 的ESD保护二极管时，首先考虑二极管结电容，确保二极管的电容符合TMDS线允许的电容预算，进行选择时，要找小于0.5pF。

　　2. 钳位电压Vc

　　ESD(静电放电)二极管的钳位电压是指在其工作时，当受到静电冲击时，二极管将开始导通并将其两端的电压钳制在一个相对稳定的水平上，称为钳位电压。ESD二极管的钳位电压通常在数据手册中有详细说明。一般来说，ESD二极管的钳位电压越低越好，因为这意味着它可以更快地对抗静电放电并且对受保护的器件造成的压力更小。

　　HDMI接口ESD 是选择3.3V 还是5V根据 输出HDMI接口的控制器接口能承受的电压水平，这一点很重要。上海雷卯有5V /3/3V DFN2510封装ESD:ULC0524P,ULC3304P10,和3.3V 带回扫的PUSB3FR4，参考下图方案。

　　3. IEC 61000-4-2 (ESD)

　　ESD有15KV,和30KV.，可以根据需求选择。

　　四.HDMI2.0静电保护方案

上海雷卯：HDMI接口的进化与防静电ESD对策

上海雷卯：HDMI接口的进化与防静电ESD对策

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2025储能EMC标准全解析 上海雷卯电子解读10项国标核心要求
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2025储能EMC标准全解析 上海雷卯电子解读10项国标核心要求

　　上海雷卯电子防护技术适配三大标准变革　　· 全链条覆盖：雷卯电子 EMC 实验室数据显示，GB 19517-2023《国家电气设备安全技术规范》、GB/T 43868-2024《电化学储能电站启动验收规程》等10余项标准已构建 “设备安全-并网测试–电池特性–接入电网-验收评价” 闭环。　　· 通信总线防护：某500kW 储能项目因未满足 GB/T 34131-2023 的 CAN 总线 ±8kV 静电测试要求，导致BMS通信中断，经雷卯整改后误码率从 1.2% 降至 0.0005%，雷卯 SMC24 静电保护器件(结电容 < 50pF)可确保信号完整性，共模电感LDW43T-513T可滤除杂讯、通过静电测试。 雷卯方案满足 IEC61000-4-2，等级4，接触放电30kV，空气放电30kV，雷卯SMC24 通过汽车级AEC-Q101认证。。　　· 浪涌防护：GB/T 36548-2024 规定并网设备需承受 2kV 浪涌冲击，雷卯采用三级防护GDT(2R090-5S)+MOV(10D470KJ)+Inductor+ TVS(SMCJ33CA)的组合保护方案，已助力50+储能项目通过 IEC61000-4-5 测试，后端推荐肖特基60V/5A雷卯SK56C(可根据额定电流调整)。　　· 电快速瞬变抑制：NB/T 31016-2019 要求变流器电源口承受 2kV EFT 脉冲，雷卯共模电感可有效滤除高频干扰。　　雷卯EMC小哥解读10余+储能规范核心EMC指标　　发射限值(EMI)：　　抗扰度限值(EMS)：抵御外界电磁干扰　　雷卯实战：某储能电站浪涌防护整改案例　　· 问题1：GB/T 36548 测试中，电站24V电源端口浪涌防护不足导致设备重启。　　· 雷卯方案：部署雷卯三级浪涌防护架构GDT(2R090-5S)+压敏电阻(10D470KJ)+电感+TVS(SMCJ33CA)，成功通过4kV共模浪涌测试(标准要求 2kV)。　　· 案例2：雷卯帮助客户整改通过《GB/T 37108-2019 光伏发电并网逆变器技术规范》　　雷卯电子(Leiditech)致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。
2025-07-11 16:06 reading：213
上海雷卯电子：光电传感器的静电浪涌防护电路设计
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上海雷卯电子：光电传感器的静电浪涌防护电路设计

　　光电传感器简介和作用　　光电传感器通过光信号的发射、反射或遮挡，实现物体检测、距离测量等功能，广泛应用于工业自动化(产线计数)、智能物流(AGV 导航)、安防监控(红外报警)等场景。　　光电传感器原理　　典型的对射型/ 漫反射型光电传感器，核心是 “光→电信号转换电路”，配合 LED 状态指示和晶体管驱动负载(如继电器)，利用光电效应实现物理量检测的器件：　　1. 发射端：产生光信号(如红外 LED、激光二极管);　　2. 接收端：光敏元件(如光敏二极管、光敏电阻)将光信号转换为电信号;　　3. 信号处理电路：放大、整形电信号，输出至 MCU 或控制系统。(光电传感器典型系统框图)　　静电浪涌防护方案设计　　上海雷卯电子采用 “分类防护” 策略，从电源端到信号接口构建防护体系：　　01 电源端(棕线 + 蓝线)防护　　风险：10~30V 电源易受浪涌冲击(如雷击感应的上百伏脉冲)，直接损坏主电路。　　雷卯方案：在棕线与蓝线之间并联小体积、高功率的 TVS 管SMBJ33CA：覆盖 10~30V 工作范围，留有余量;峰值脉冲功率(Pₚ)400W(IEC 61000-4-5 标准浪涌);响应时间≤1ns(快速钳位)。　　02 信号输出端(黑、橙)线防护　　风险：负载端的静电(如继电器触点打火)反向侵入，击穿晶体管集电极。　　雷卯方案：在黑线、橙线与蓝线之间各并联小体积的ESD二极管SD36C，SOD323超小封装，进行静电浪涌二极防护，覆盖10-30V电源电压，满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电30kV，空气放电30kV。　　03 控制输入端(粉线)防护　　雷卯方案：在粉线控制端与蓝线之间并联小体积的 ESD二极管ESDA05CP30，有效保护主控MCU，满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电30kV，空气放电30kV。　　上海雷卯电子(Leiditech)致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。
2025-06-27 11:55 reading：252
上海雷卯电子：二轮车定位器电池静电浪涌防护方案
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上海雷卯电子：二轮车定位器电池静电浪涌防护方案

　　二轮车定位器是电动自行车、电动摩托车等两轮交通工具的核心安全设备，集成卫星定位(GPS/BDS/GLONASS)、无线通信(GSM/GPRS)、电池管理等技术。　　定位器可以通过电瓶车的蓄电池直接取电，内部有高压降压转换模块，以适应不同电压范围的电瓶(9V-90V的超宽电压);另一方面定位器内置有备用锂电池，以防止蓄电池摘除后定位模块不工作，失去防盗定位功能;其核心挑战在于应对骑行、充电、存储等场景中电池系统面临的静电与浪涌威胁。　　上海雷卯电子针对定位器的静电浪涌防护方案：　　电源入口：　　雷卯采用SMBJ100CA TVS二极管Vrwm=100V ，适配 48V/60V/72V 电池系统，满电状态(如 72V 电池充电至 86.4V)仍留15%安全裕量;快速箝位浪涌电压，搭配PPTC自恢复保险丝防止过流; 满足 ISO 7637-2 脉冲 3a/b 测试要求，有效抑制电机启停、充电插拔等瞬态干扰。　　雷卯推荐采用SD03CW 对IC电源端口进行静电浪涌保护，适配3.3V工作电压，SOD-323小封装，节省空间。满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电30KV，空气放电30KV。　　天线防静电：雷卯采用3.3V低结电容二极管ULC3311CDN或5V低结电容ESD二极管ULC0511CDN30，满足天线接口的静电浪涌保护，超低电容，可以保证信号完整性，满足IEC61000-4-2(等级4)。如需满足IEC61000-4-5浪涌测试在前端设置GDT器件,选用SMD4532-090NF或者2R090-5S等。　　在二轮车定位器的现有主流方案中，除电源、天线外，音频、UI按键、闪存、显示接口、预留USB升级口及传感器I2C接口等，因使用场景下静电浪涌触发概率相对较低，多数方案未强制设计防护，如需详细方案，可关注雷卯电子公众号或联系雷卯EMC小哥。　　雷卯电子(Leiditech)致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。
2025-06-23 13:27 reading：251
上海雷卯电子：储能变流器的静电与浪涌防护技术解析
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上海雷卯电子：储能变流器的静电与浪涌防护技术解析

　　一、储能变流器(PCS)　　储能变流器(Power Conversion System, PCS)又称功率转换系统，是 储能系统中实现能量双向转换的核心环节，完整的电化学储能系统主要由电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、功率转换系统(PCS)以及其他电气设备构成，负责完成储能单元与电网 / 负载之间交流电与直流电的双向转换。　　包含以下核心环节：　　二、储能变流器的静电浪涌敏感节点　　基于模块化设计的理念，储能变流器的典型框图如下：　　敏感节点分析：　　三、全链路浪涌防护方案与雷卯电子器件选型　　基于雷击风险评估原则，结合变流器各模块特性，推荐以下防护方案：　　1. 直流侧防护(DC48V)　　一级泄流：雷卯电子推荐在GND与PE之间并接陶瓷气体放电管，为浪涌电流提供高效泄放路径;　　二级精准钳位：雷卯电子采用电压精度±5%、响应时间<1ns 的 TVS 器件(如 SM8S58CA)，将 8/20μs 浪涌峰值钳位至≤93.6V(典型值)，保护后端 MCU 与传感器。支持 400W(室内小功率)~15kW(室外大功率)多功率等级选型;　　后级精细防护：　　串接低内阻PMOS(如 LM5D50P10，RDS (ON)<28mΩ)进行极性防反接，功率损耗较传统二极管降低 60%，适配 20A 以上大功率系统;　　靠近芯片端并联低正向压降(VF)肖特基二极管，抑制负压浪涌;　　电池端专用保护：采用4.5V TVS(SMAJ4.5A)，漏电流 < 1μA，避免锂电池自放电。　　电源接口DC 3.3V/5V　　根据电源所处环境，雷卯电子建议选择合适保护电流的ESD/TVS器件，满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电8KV，空气放电15KV。如需满足IEC61000-4-5浪涌高等级测试需选用大功率SMC器件，参见文末推荐表格。　　2. 电网接口交流侧并网防护(220V/380V AC)　　差模/共模浪涌抑制：　　雷卯电子采用MOV(14D471K/20D471K/25D471K)与 GDT(2R600-8L)组合方案，满足 IEC 61000-4-5 的 4kV(室内)~8kV(室外)测试等级;　　MOV 标称电压 470V 匹配交流电网线电压，GDT 冲击电流 10kA 实现大能量泄放。　　3. 控制系统精细化防护　　CAN 总线防护　　雷卯电子选用半导体放电管(TSS，型号 P0300SD)，残压≤25V，反应时间 ns 级　　兼具浪涌与静电防护能力，保证信号完整性：　　满足IEC 61000-4-2 静电等级 4(接触放电 8kV，空气放电 15kV);　　满足IEC 61000-4-5 浪涌 10/700μs(8kV)。　　4. 通信接口强化方案　　千兆网接口(室外场景)　　二级防护方案：　　前级GDT(3R090-5S)泄放大电流，后级 ESD 器件(GBLC03C，0.6PF 低容抗)抑制高频噪声;　　满足IEC 61000-4-2(接触 / 空气放电 ±30kV)、IEC 61000-4-5(6kV 浪涌)，高温环境下传输不丢包。　　RS485 总线　　采用低残压TSS(P0080SC)，容抗 100PF 适配高速信号：　　静电防护等级：接触放电15kV，空气放电 8kV;　　浪涌防护：10/700μs 波形下承受 6kV 冲击。　　四、结语　　上海雷卯电子(Leiditech)配套 EMC 实验室可提供浪涌测试报告与定制化摸底测试服务。针对储能变流器复杂的电磁环境，雷卯可根据客户需求提供 “风险评估-方案设计-器件选型-测试验证” 全流程技术支持，助力提升储能系统可靠性与安全性。　　上海雷卯电子(Leiditech)致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD、TVS、TSS、GDT、MOV、MOSFET、Zener、电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。
2025-06-17 11:35 reading：323
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