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
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　　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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上海雷卯：2.4 千兆网集成式防雷保护方案
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　　方案优点：用于室外的1000M网口浪涌保护，本方案采用二级防护，可靠工作，保证信号高温完整性，满足IEC61000-4-2，等级4，接触放电30KV，空气放电30KV。　　IEC61000-4-5，10/700μs，40Ω，6KV，±5次。
2024-03-27 10:31 reading：493
上海雷卯：ESD管 uClamp3331ZA、AZ5A83-01B 、AZ8523-01B国产替代ESD0321CW
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　　上海雷卯ESD二极管 ESD0321CW替代国外品牌型号uClamp3331ZA、AZ5A83-01B 、AZ8523-01B，参数对比如下：　　判断ESD二极管是否可以替代需注意的几点：　　1.VRWM 是否接近　　2.抗静电能力是否接近;　　3.VBR 是否接近;　　4.IPP 是否接近 ;　　5.CJ 是否接近。　　ESD0321CW封装是DFN0603(0.6x0.3x0.3mm), 同uClamp3331ZA等三颗一样　　ESD0321CW 的主要参数VRWM,VBR, IPP,CJ ,ESD(air,contact)同uClamp3331ZA、AZ5A83-01B 、AZ8523-01B三颗几乎一样，所以 ESD0321CW完全可以替代。　　ESD0321CW优势之处：　　小封装，大电流(IPP 21A), 带回扫VCC钳位电压低，抗静电高(±30KV),可以更好的保护遇到大浪涌的3.3V 产品。　　ESD0321CW 主要应用于 3.3V电源静电防护，主要设备如：手机及手持设备、工业设备、电脑接口保护 、处理器、串并行接口保护、控制信号线保护等等。　　规格书主要部分展示如下：　　上海雷卯专业研发销售ESD TVS产品，致力于为客户提供高品质的ESD TVS产品，以保护电路免受静电干扰和电压波动的影响。雷卯的产品涵盖广泛的应用领域，包括电子、通讯、计算机、汽车、医疗等行业，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。雷卯的目标是成为全球领先的ESD TVS供应商之一，为客户提供最优质的解决方案和服务。上海雷卯电子专业为客户提供电磁兼容EMC的设计服务，提供实验室做摸底免费测试。
2024-03-08 11:34 reading：443
上海雷卯：什么是汽车抛负载Load dump
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上海雷卯：什么是汽车抛负载Load dump

　　1.什么是抛负载　　抛负载，英文为Load dump，是指断开电源与负载的瞬间，由于负载突变而引起电源电压急剧变化。在汽车电子领域，抛负载是指在蓄电池充电时，断开发电机与蓄电池的连接而引起发电机输出大电压尖峰，从而使得其它连接到发电机电源的设备受到破坏的威胁。　　汽车抛负载有单抛和双抛之分，仅切断发电机为负载单抛;仅切断蓄电池为蓄电池单抛;同时切断发电机和蓄电池称为双抛。由于汽车运行过程的高可靠性，ISO组织制定的抛负载试验，必然有其内在的合理性。抛负载试验是非常严酷的破坏性试验。　　2. 什么是抛负载7637-5A/5B　　汽车抛负载，主要是受最大电压、内阻和持续时间等三方面因素影响，如何控制这三者之间的综合影响就是我们汽车抛负载保护的关键。　　规定12V电气系统和24V电气系统的道路车辆沿电源线的电传导骚扰及其抗扰度的试验等级和测量方法。其中脉冲波形5A和5B两种标准测试是最具破坏性测试试验，也是最难通过的测试标准。　　7637-5A标准是未经抑制的波形，7637-5B是发电机前端有电压抑制的波形，具体见下面的波形图，在内阻相同的情况下，波形面积的大小也体现了能量的大小。　　上海雷卯有自己的实验室，可以帮助客户做抛负载摸底测试，下图是上海雷卯在帮客户做5B 测试　　3.7637-5A/5B的能量抑制设计方案　　在5A的情况下，测试脉冲提供了最坏的情况。在12V的情况下，规定其Us的区间为79伏到101伏，而内阻的范围为0.5欧到4欧，浪涌电压作用时间为40ms到400ms。如果做了抛负载保护以后，在规定脉冲之下经过了10次相关测试，那么就证明这个保护是合格的。　　上海雷卯是电磁兼容方案设计和器件制造商，我们针对此项测试验证了多种方案，逐一为大家提供各种方案，工程师可以自行选择。　　4. 结构简单的TVS保护方案　　上海雷卯推出结构简单抛负载保护方案，只要一颗TVS　　(1)针对7637-5A 保护方案　　(2)针对7637-5B 保护方案　　很多汽车自带限位器，可以保证输出浪涌不超过5B设定值，进一步降低了抛负载的风险，对于这样的要求，我们可以选用便宜的方案，比如上海雷卯的SM5S24CA系列车用TVS和6.6SMDJ24CA。　　5. DC-DC有什么设计考虑?　　由于TVS本身特性，箝位电压和工作电压会有区间，所以12V系统DCDC耐压选择40V, 24V系统DCDC耐压选择60V,如果有需要低箝位电压的TVS，上海雷卯有专用的低箝位TVS物料。
2024-03-01 11:31 reading：1899
上海雷卯：无线监测遥测终端的硬件接口损坏分析
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上海雷卯：无线监测遥测终端的硬件接口损坏分析

　　无线监测遥测终端的硬件产品图片如下　　一 无线监测遥测终端硬件接口　　1. 无线通信接口：用于与远程服务器或其他设备进行无线通信的接口，如Wi-Fi、蓝牙、LoRaWAN(低功耗广域网)、NB-IoT(窄带物联网)等。　　2. 有线通信接口：用于与其他设备进行有线通信的接口，如以太网、RS-485、RS-232等。　　3. 数据存储接口：用于存储数据的接口，如SD卡插槽、USB接口等。　　4. 传感器接口：用于连接各类传感器的接口，如模拟输入接口(用于连接模拟传感器)、数字输入接口(用于连接开关型传感器)等。　　5. 电源接口：用于连接电源供应的接口，如DC电源接口、电池接口等　　二 接口损坏原因　　这些接口在设计和使用过程中容易损坏，那原因是什么呢?　　上海雷卯EMC小哥根据多年经验分析如下：　　雷击：雷电活动产生的大气静电电荷可以通过接口进入终端设备，导致设备受到电击，引起严重的损坏。　　浪涌电流：浪涌电流是由于雷击、电网故障或其他原因而引起的电力系统中的瞬态电流冲击。这些浪涌电流可能通过电力线路进入无线监测遥测终端，对接口产生损坏。　　插拔未保护：频繁的插拔会使接口的金属触点磨损、氧化或变形，导致接触不良或电信号传输的问题。　　静电放电：未正确进行防静电措施，如不使用防静电手环或不触碰接地物体，可能会导致静电放电，损坏接口内部的电路元件。　　三.接口损坏解决方法　　EMC小哥推荐在考虑电磁兼容性时，以下几个方面需要注意：　　1. 电磁辐射：避免产生过高的电磁辐射，确保产品在指定频段内符合相关的电磁辐射标准。采用合适的滤波器和屏蔽技术，以减少辐射干扰。　　2. 电磁感应：避免产品受到外部电磁场的干扰，采用合适的屏蔽材料和屏蔽结构，以减少感应干扰。　　3. 地线干扰：确保产品的地线设计良好，并与其他设备的地线连接良好，以减少地线干扰。　　4. 电源干扰：防止电源噪声和干扰通过电源线传播到产品中。采用合适的滤波电路和稳压电源，以减少电源干扰。　　5. 输入输出接口的防护：对于敏感的输入输出接口，采用合适的保护电路(如电磁继电器、光耦等)，以减少外部干扰对其的影响。　　四. 接口保护方案　　上海雷卯针对以上接口提供完整，全套的接口保护设计方案，如下：　　1. 电源接口　　电源可能会用到DC 5V-36V,仅以12V为参考　　2. WIFI接口　　3. 以太网(百兆和千兆)　　4. RS485 接口　　5. RS232 接口　　6. USB接口　　7. SIM卡接口　　以上列出部分接口方案图，如果其它接口需求可联系AMEYA360！　　在设计和使用无线监测遥测终端硬件产品时需要注意的通信接口和电磁兼容性问题。根据具体的产品和应用场景，还需要进一步考虑其他相关因素来保证产品的正常工作和可靠性。
2024-02-29 09:52 reading：1584
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