满足耐压24V的USB3.0 USB3.1 Type-C防静电器件——上海雷卯

Release time:2023-09-22
author:AMEYA360
source:网络
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满足耐压24V的USB3.0 USB3.1 Type-C防静电器件——上海雷卯

什么是USB3.1 Type-C

现有的USB 2.0协议允许高达480Mbps的数据传输速率,并支持即插即用、热插拔安装和运行。与之相比,USB 3.0规范允许高达5Gbps的数据传输速率,并向后支持较低速的USB 2.0规范。

USB 3.0增加了4个接到连接器的新引脚,以支持新的SuperSpeed接口:USB3_TX(差分对)和USB3_RX(差分对)

USB3.0的保护电路

USB3.0保护电路的需求有多大?

首先是静电方面的保护,在USB3.0过压保护方面,目前,主要的手机OEM厂商都有内部关于USB端口的过压保护要求,以保证USB端口可以承受16V到24V的电压。而内部测试表明,带电热插拔时所引起的瞬态脉冲,尽管非常短,仍然会超过16-24V电压。所以目前上海雷卯接收到客户的需求是要求耐压直流做到24V,静电作用时可以回扫到10V一下的保护残压,这对器件厂商是很大的挑战。

满足耐压24V的USB3.0 USB3.1 Type-C防静电器件——上海雷卯 

对于带回扫的器件,雷卯已经推出DFN1006和DFN0603封装的器件。

上海雷卯过耐压24V回扫器件规格书 

满足耐压24V的USB3.0 USB3.1 Type-C防静电器件——上海雷卯

满足耐压24V的USB3.0 USB3.1 Type-C防静电器件——上海雷卯

回扫器件的曲线图

满足耐压24V的USB3.0 USB3.1 Type-C防静电器件——上海雷卯 

更详细的规格书请咨询业务或代理索取。

总结

电子产品的接口防护需用过压保护器件,很多工程师意识到要用保护器件,但由于选型不当或没按照ESD电路PCB设计原则,造成产品静电测试或EMC测试不通过,产品多次验证测试,浪费人力财力,造成产品延迟上市的事情总有发生,或过度设计,造成成本压力。

上海雷卯电子专业为客户提供电磁兼容EMC的设计服务,提供实验室做摸底测试,从客户高效,控本方便完成设计,希望为更多的客户能快速通过EMC的项目,提高产品可靠性尽力。

雷卯电子电磁兼容实验室,提供免费测试,提供外围静电保护参考电路。上海雷卯EMC实验室供客户免费测试。 


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上海雷卯电子丨电子制造人必看:从MSL1到MSL6,如何避免湿气导致的焊接缺陷?
  在电子制造领域,MSL等级是看似不起眼却至关重要的参数,直接关系到电子元件在SMT回流焊过程中的可靠性。上海雷卯电子的雷卯EMC小哥经常接到客户关于MSL等级的咨询,今天就带大家系统拆解这一电子元件可靠性核心指标。  MSL(Moisture Sensitivity Level)等级是JEDEC制定的湿敏等级标准,用于表征电子元器件对潮湿环境的敏感程度,防止在回流焊接过程中因内部水分汽化膨胀导致"爆米花"效应。上海雷卯电子作为深耕半导体元件16年的领军企业,深知正确理解和应用MSL等级,对保障产品质量、提升生产效率的关键意义。  一、MSL等级的分类标准  根据JEDEC J-STD-020D标准,MSL等级共分为8级,不同等级的元件防潮要求差异显著:  雷卯EMC小哥提醒,MSL等级数字越大,元件对湿气的敏感度越高,允许暴露在开放环境的时间越短。MSL等级的划分主要基于元件封装材料的吸湿性和耐热性,等级越高,封装材料越容易吸收水分且在高温下越容易失效。  二、湿气对电子元件的影响及"爆米花"效应  湿气对电子元件的影响主要体现在物理损伤和化学腐蚀两方面:  物理损伤上,湿敏元件暴露在潮湿环境中时,水分会渗入封装内部。在SMT回流焊230-260℃高温下,水分急剧汽化膨胀,引发"爆米花"效应,导致封装脱层、金线焊点损伤、芯片微裂纹,严重时甚至元件鼓胀爆裂。上海雷卯电子在实际测试中发现,无铅焊接工艺因温度远高于传统有铅工艺,对湿气更敏感,这也是MSL等级在无铅时代愈发重要的原因。  化学腐蚀方面,湿气中的钾、钠、氯等离子会引发电化学腐蚀,生成水合氧化物会削弱封装树脂与金属的粘结力,导致分层后潮气更易侵入,大幅降低元件可靠性。  三、MSL等级的测试方法和验证流程  元件制造商需按标准流程验证MSL 等级,上海雷卯电子也遵循这一规范保障产品品质:  初始检测:用扫描声学显微镜(SAT)检测元件,确认封装无缺陷或分层现象。  烘烤除湿:在125℃±5℃、湿度<5%  RH的环境中烘烤1-2小时,去除内部水分。  吸湿处理:将烘烤后的元件在30℃/60%RH条件下暴露192小时,模拟元件在车间环境中吸湿的情况。  回流焊模拟:对吸湿后的元件进行三次标准峰值温度260℃回流焊测试,模拟元件在生产、维修和再次生产过程中的受热情况。  终检测:再次使用SAT和X-RAY检测封装结构完整性,并进行电气功能测试。若元件通过三次回流焊测试且无任何分层或功能失效,则确定其MSL等级。如果元件出现封装开裂、分层面积超过封装总面积的5%或关键电气参数超出允许范围,则需要降低MSL等级重新测试。  四、不同MSL等级元件的防潮处理建议  结合上海雷卯电子的实践经验,雷卯EMC小哥给出各等级元件防潮方案:  MSL1级元件:这类元件对湿气抵抗力最强,在≤30°C/85%  RH环境下可无限期存放,建议使用铝制包装与卷盘干燥剂一起密封存储,延长元件寿命。ESD/TVS二极管因具体型号、封装差异,常见的湿敏等级包括MSL1、MSL3等。  MSL2/2a级元件:在≤30°C/60%  RH环境下,MSL2级元件可存放一年,MSL2a级可存放四周,开封后需严格控制车间环境湿度≤60%  RH,温度≤30°C,并记录开封时间。如果开封后存放时间超过规定期限,建议按照125℃/5%RH条件下烘烤12-48小时。  MSL3-5a级元件:高湿敏等级元件需要特别注意防潮  1.烘烤参数:对于Tray盘封装的元件,烘烤温度通常为125℃±5℃,时间与元件厚度相关(如MSL3级1.2mm厚度的元件需烘烤9小时)。对于Reel盘封装的元件,由于无法直接接触热源,烘烤温度通常为40℃,湿度≤5%RH,烘烤9天。  2.车间寿命管理:开封后必须严格记录暴露时间,并在车间寿命内完成焊接。超过车间寿命的元件必须重新烘烤处理,烘烤后的时间可重新计算。  3.防潮包装:使用"护航三件套"——防潮袋(MBB)、干燥剂(硅胶/分子筛)和湿度指示卡(HIC)进行密封存储。当湿度指示卡上的10%RH指示点变色时,表明元件可能已受潮,需要重新烘烤处理。  4.存储环境:未开封元件存放于温度25°C±5°C、湿度<40%  RH的环境中。  MSL6级元件:对湿气极为敏感,车间寿命仅12小时,使用前需在125℃/5%RH条件下烘烤24小时以上,开封后立即焊接。  MSL等级是电子制造中的关键可靠性指标,尤其在元件小型化和无铅工艺普及后更显重要。  雷卯EMC小哥建议:建立元件MSL数据库,记录等级、开封时间和有效期;控制车间温湿度在 25°C±5°C、湿度< 40% RH;按MSL等级和封装类型制定烘烤与存储方案;高等级元件优先生产,避免长时间暴露;定期培训员工,提升MSL等级应用能力。科学管理MSL等级元件,能有效降低湿气导致的焊接缺陷,提升产品可靠性。
2025-12-22 13:42 reading:475
上海雷卯电子:常用防反接保护电路及功耗计算
  采用电池是最方便干净的电源,为电子电路提供电压。还有许多其他方法,为电子设备供电,如适配器,太阳能电池等,但最常见的直流电源是电池。通常,所有设备都带有防反接保护电路,但是如果您有任何电池供电的设备没有防反接保护,那么在更换电池时始终必须小心,否则它可能会炸毁设备。  因此,在这种情况下,防反接保护电路将是电路的有用补充。有一些简单的方法可以保护电路免受反极性连接的影响,例如使用二极管或二极管桥,或者将P沟道MOSFET用作HIGH侧的开关。  使用二极管的极性反接保护  使用二极管是极性反接保护最简单、最便宜的方法,但它存在漏电问题。当输入电源电压很高时,小的压降可能没关系,特别是当电流较低时。但在低压操作系统的情况下,即使是少量的压降也是不可接受的。  众所周知,通用二极管上的压降为0.7V,因此我们可以通过使用肖特基二极管来限制此压降,因为它的压降约为0.3V至0.4V,并且还可以承受高电流负载。选择肖特基二极管时要注意,因为许多肖特基二极管都具有高反向电流泄漏,因此请确保选择具有低反向电流(小于100uA)的二极管。  雷卯电子有专门开发的超低Vf肖特基二极管和超低漏流的肖特基二极管,适合防反接使用。  在4安培时,电路中肖特基二极管的功率损耗为:  4x 0.4V= 1.6W  在普通二极管中:  4x 0.7 V=2.8W  所以肖特基在电路中的节能效果明显,如果电路电流较大,也可以选用DO-277封装的肖特基二极管,比如雷卯电子SS10U60。  整流桥堆防反接保护  我们也可以使用全桥整流器进行防反接保护,因为它与极性无关。但是桥式整流器由四个二极管组成,因此在单二极管的上述电路中,功率浪费量将是功率浪费的两倍。  使用P 沟道MOSFET 的防反接保护  使用P沟道MOSFET进行反接极性保护比其他方法更可靠,因为它具有低压降和高电流能力。该电路由一个P沟道MOSFET、齐纳二极管和一个下拉电阻组成。如果电源电压低于P沟道MOSFET的栅极至源电压(Vgs),则只需要不带二极管或电阻的MOSFET。您只需要将MOSFET的栅极端子连接到接地即可。  现在,如果电源电压大于Vgs,则必须降低栅极端子和源极之间的电压。下面提到了制造电路硬件所需的组件。  P 沟道场效应管 型号根据电流电压选择  采用P沟道MOSFET的极性反接保护电路的工作原理  现在,当您按照电路图连接电池时,具有正确的极性,它会导致晶体管打开并允许电流流过它。如果电池向后或以反极性连接,则晶体管关闭,我们的电路将受到保护。  该保护电路比其他保护电路更有效。让我们分析一下当电池以正确的方式连接时,P沟道MOSFET将导通,因为栅极和源极之间的电压为负。查找栅极和源极之间电压的公式为:Vgs= (Vg- Vs)  当电池连接不正确时,栅极端子的电压将为正极,我们知道P沟道MOSFET仅在栅极端子的电压为负时(此MOSFET的最低-2.0V或更低)导通。因此,每当电池以相反方向连接时,电路都将受到MOSFET的保护。  现在,让我们来谈谈电路中的功率损耗,当晶体管导通时,漏极和源极之间的电阻几乎可以忽略不计,但为了更准确,您可以浏览P沟道MOSFET的数据表。对于LMAK30P06P 沟道MOSFET,静态漏源导通电阻(RDS(ON))为0.020Ω(典型值)。因此,我们可以计算电路中的功率损耗。  如下所示:功率损耗=I*I*R  假设流经晶体管的电流为1A。所以功率损耗将是  功率损耗=I2R= (1A)2*0.02Ω= 0.02W  因此,功率损耗比使用单二极管的电路小约27倍。这就是为什么使用P沟道MOSFET进行防反接保护比其他方法要好得多的原因。它比二极管贵一点,但它使保护电路更安全,更高效。  我们还在电路中使用了齐纳二极管和电阻器,以防止超过栅极到源电压。通过添加电阻和9.1V的齐纳二极管,我们可以将栅源电压箝位到最大负9.1V,因此晶体管保持安全。  当然MOS的防反接电路也可以采用Nmos来截断电路,截断的就是负极电路,我们一般的理念还是开关正极,就像家里电灯开关一样,是装在火线上,而不是零线上。
2025-08-29 16:24 reading:792
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