VGA接口靜電防護(hù)方案
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方案簡介
VGA(Video Graphics Array)即視頻圖形陣列，具有分辨率高、顯示速率快、顏色豐富等優(yōu)點，亦稱為D-Sub接口，在彩色顯示器領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如筆記本、投影儀、LCD液晶顯示屏等。VGA接口主要用于連接計算機與顯示設(shè)備。當(dāng)計算機內(nèi)部以數(shù)字形式生成的圖像信息需要展現(xiàn)時，這些信息首先會在顯卡內(nèi)的D/A（數(shù)字到模擬）轉(zhuǎn)換器中被轉(zhuǎn)換為模擬的R、G、B三原色信號，并附加行、場同步信號，隨后通過VGA接口傳輸至顯示設(shè)備。
VGA接口需要經(jīng)常性熱插拔，很容易受到ESD靜電放電的威脅和破壞。如何避免因頻繁的插拔電纜所造成的ESD管損害，同時不影響數(shù)據(jù)傳輸，讓產(chǎn)品穩(wěn)定可靠的運行，成為我們迫切需要解決的問題。常規(guī)的靜電防護(hù)器件可能會影響數(shù)據(jù)的傳輸，造成圖像失真等現(xiàn)象。本文分別選用了分立和集成的兩種ESD靜電保護(hù)器件方案，在不影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)那疤嵯聺M足IEC61000-4-2 Level 4靜電放電防護(hù)需求，讓后端的電路得到有效全面的防護(hù)。
引腳配置
引腳 | 名稱 | 功能 | 引腳 | 名稱 | 功能 |
1 | RED | 紅色分量信號 | 9 | KEY/PWR | 電源(+5V) |
2 | GREEN | 綠色分量信號 | 10 | GND | 地線 |
3 | BLUE | 藍(lán)色分量信號 | 11 | ID0/RES | 保留 |
4 | ID2/RES | 保留 | 12 | ID1/SDA | 串行數(shù)據(jù)信號 |
5 | GND | 地線 | 13 | H SYNC | 水平同步（行同步） |
6 | RED_RTN | 紅色分量地線 | 14 | V SYNC | 水平同步（場同步） |
7 | GREEN_RTN | 綠色分量地線 | 15 | ID3/SCL | 串行時鐘信號 |
8 | BLUE_RTN | 藍(lán)色分量地線 |
應(yīng)用示例
我們分別選用了分立和集成的兩種ESD靜電保護(hù)器件方案，客戶可以根據(jù)VGA接口的實際情況選擇合適的器件。
方案一：
該方案采用的是一款分立的ESD保護(hù)器件SELC2F5V1BT，可防止各引腳受靜電放電的干擾，該器件封裝尺寸小，漏電流低，響應(yīng)速度快，且符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4 規(guī)范，在 ±25kV（空氣）和 ±22kV（接觸）下提供瞬變保護(hù)。
方案二：
該方案采用的是一款集成多路六引腳ESD防護(hù)器件SEUC236T5V4UC，SOT-23-6L小封裝、響應(yīng)速度快、鉗位電壓低、低結(jié)電容，保護(hù)VGA接口免遭ESD靜電放電破壞的同時，確保傳輸數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和完整性。符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4 規(guī)范，在 ±25kV（空氣）和 ±25kV（接觸）下提供瞬變保護(hù)。
型號參數(shù)
規(guī)格型號 | 方向 | 工作電壓(V) | IPP(A) | 鉗位電壓(V) | 結(jié)電容(pF) | 封裝 |
SELC2F5V1BT | Bi. | 5 | 4.5 | 22 | 0.3 | DFN1006-2L |
SEUC236T5V4UC | Uni. | 5 | 15 | 22 | 1.5 | SOT-23-6L |
電氣特性表
At TA = 25℃ unless otherwise noted
Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
Reverse Stand-off Voltage | VRWM | 5 | V | |||
Reverse Breakdown Voltage | VBR | IT=1mA | 6.5 | V | ||
Reverse Leakage Current | IR | VRWM=5V | 1 | uA | ||
Clamping Voltage | VC | IPP=1A; tp=8/20us | 12 | V | ||
Clamping Voltage | VC | IPP=4.5A; tp=8/20us | 22 | V | ||
Junction Capacitance | CJ | VR=0V; f=1MHz | 0.3 | pF |
表1 SELC2F5V1BT電氣特性表
Parameter | Symbol | Conditions | Min. | Typ. | Max. | Units |
Reverse Stand-off Voltage | VRWM | 5.0 | V | |||
Reverse Breakdown Voltage | VBR | IT=1mA | 6.0. | V | ||
Reverse Leakage Current | IR | VRWM=5V | 10 | uA | ||
Clamping Voltage | VC | IPP=1A; tp=8/20us | 10.0 | 12.0 | V | |
Clamping Voltage | VC | IPP=15A; tp=8/20us | 22.0 | 25.0 | V | |
Junction Capacitance | CJ | I/O to GND; VR=0V; f=1MHz | 1.5 | 2.0 | pF | |
Between I/O; VR=0V; f=1MHz | 0.75 | 1.0 | pF |
表2 SEUC236T5V4UC電氣特性表
總結(jié)與結(jié)論
盡管隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和新型接口的普及，VGA接口在日常生活中的重要性正在逐漸降低，但在在一些特殊行業(yè)或領(lǐng)域（如工業(yè)自動化、監(jiān)控系統(tǒng)等），可能仍然存在大量使用VGA接口的老舊設(shè)備。保護(hù)VGA接口免受ESD靜電損害是保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
ELECSUPER SEMI研發(fā)各種低電容低鉗位電壓的ESD保護(hù)器件，可按照客戶需求性能與封裝提供定制化開發(fā)服務(wù)，為各種接口提供值得信賴的保護(hù)器件。以上解決方案是保護(hù)VGA接口的優(yōu)選之策，確保影像的正常顯示。
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