基於機頂盒USB、HDMI等全方位電路保護設計分享
發布時間:2013-09-27 責任編輯:sherryyu
機頂盒(Set Top Box, 簡稱 STB),是一個連接電視機與外部信號源的設備。它可以將壓縮的數字信號轉成電視內容,並在電視機上顯示出來。從最初隻是接收數字電視信號的簡單功能機頂盒到如今功能繁多的各種機頂盒高清播放器,隨(sui)著(zhe)機(ji)頂(ding)盒(he)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan),如(ru)今(jin)的(de)機(ji)頂(ding)盒(he)在(zai)數(shu)據(ju)支(zhi)持(chi)上(shang)能(neng)完(wan)成(cheng)諸(zhu)多(duo)高(gao)清(qing),交(jiao)互(hu),多(duo)模(mo),多(duo)格(ge)式(shi)的(de)解(jie)碼(ma)。而(er)在(zai)接(jie)口(kou)方(fang)麵(mian),為(wei)獲(huo)得(de)更(geng)多(duo)的(de)數(shu)據(ju)來(lai)源(yuan),設(she)備(bei)普(pu)遍(bian)也(ye)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)許(xu)多(duo)種(zhong)類(lei)的(de)選(xuan)擇(ze),一(yi)般(ban)都(dou)能(neng)夠(gou)支(zhi)持(chi) USB、HDMI、以太網接口、硬盤接口等。
butongleixingjiekoudezhichi,shiderujindegaoqingbofangqideyulegongnengriyiqiangda,danshiyedailailezhuduoduibutongjiekoubaohudeyaoqiu。womenzhidaogezhongshujuleixingdejiekouzairechabadeguochengzhongdourongyishoudaoguoyaguoliujingdiandengxuduoguzhangzhuangtaideyingxiang,jidinghehegaoqingbofangqidechangjiabixuzaichanpindeshejiguochengzhongkaolvdaobutongdeyiwaiyinsu,erzaijiekoudeshuruduanzengjiaxiangduiyingdebaohu,zheyangcainengjianshaochanpindefanxiulv,binggeikehutigonglianghaodeshiyongtiyan。womenjiexialaijianghuizhenduiyuzhexiezaijidingheshangchangjiandejiekoulaikanyixiashiyongshenmebaohuqijiannenggouhenhaodebaohushebei。
首先是 USB 的接口,無論是 USB2.0 還是目前逐漸普及的 USB3.0,USB 接口是我們最常見並且使用最廣泛的數據接口。在便捷的使用過程中,我們也會經常遇到一些故障狀態,其中比較常見的就是由於 USB 從設備短路故障而導致的 USB 主設備的損傷,使用PolySwitch PPTC(正溫度係數熱敏電阻)器件是一個高性價比的防護方案,在短路故障狀態下,PPTC 器件能夠快速的動作從低阻態轉為高阻態,從而限製電流保護 USB 的設備。另一種 USB 常見的故障是由靜電噪音帶來的,在熱插拔的過程中,靜電的影響非常的明顯,為減少靜電給電路帶來的影響,我們可以使用 SESD (矽基 ESD 保護器件),SESD 器件電容低、鉗位電壓低、ESD 抵抗能量高、封裝尺寸小,是 USB 接口靜電防護的理想選擇。下圖 1 是在 USB 端口上使用 PPTC 器件與 SESD 器件保護的典型應用。

圖 1:USB2.0 典型保護方案
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HDMI 也是如今非常流行的一種多媒體信號接口,類似於 USB 的接口,HDMI借口在使用過程中也容易受到短路過流,靜電等各種故障狀態,同樣我們可以使用 PPTC 器件與 SESD 器件來保護接口免受故障的侵擾。如圖 2,在 HDMI 端口的電源線上使用 PPTC 進行過流保護,在其他的信號線上使用多通道的 SESD 防護靜電。

圖 2:HDMI 典型保護方案
許多機頂盒設備會有直流電源輸入端口,需要使用 AC/DC 適(shi)配(pei)器(qi)供(gong)電(dian),而(er)我(wo)們(men)的(de)生(sheng)活(huo)中(zhong)有(you)太(tai)多(duo)的(de)設(she)備(bei)需(xu)要(yao)類(lei)似(si)的(de)適(shi)配(pei)器(qi)供(gong)電(dian),不(bu)同(tong)的(de)適(shi)配(pei)器(qi)可(ke)能(neng)有(you)不(bu)同(tong)的(de)供(gong)電(dian)電(dian)壓(ya),功(gong)率(lv),甚(shen)至(zhi)於(yu)電(dian)源(yuan)的(de)正(zheng)負(fu)極(ji)性(xing),適(shi)配(pei)器(qi)的(de)錯(cuo)誤(wu)使(shi)用(yong)會(hui)給(gei)設(she)備(bei)帶(dai)來(lai)嚴(yan)重(zhong)的(de)損(sun)壞(huai),另(ling)外(wai)在(zai)適(shi)配(pei)器(qi)插(cha)拔(ba)過(guo)程(cheng)中(zhong)形(xing)成(cheng)的(de)尖(jian)峰(feng)噪(zao)音(yin)也(ye)會(hui)給(gei)負(fu)載(zai)電(dian)路(lu)帶(dai)來(lai)傷(shang)害(hai)。對(dui)於(yu)類(lei)似(si)電(dian)源(yuan)口(kou)的(de)保(bao)護(hu),TE 電路保護部的 PolyZen 係列器件,作為一種表麵貼裝的獨立器件,能夠同時完成過壓,過流,電源誤接,電源逆接等多方位的保護。PolyZen 器件集成了一個可供選擇齊納電壓 (Vz) 的精密齊納二極管,以及一個 PolySwitch 聚合物正溫度係數 (PPTC) 器qi件jian,小xiao體ti積ji的de設she計ji使shi其qi十shi分fen適shi用yong於yu空kong間jian狹xia小xiao的de薄bo型xing緊jin湊cou型xing環huan境jing,在zai故gu障zhang狀zhuang態tai時shi,精jing密mi齊qi納na二er極ji管guan能neng快kuai速su有you效xiao的de鉗qian位wei電dian壓ya並bing分fen流liu故gu障zhang電dian流liu,而er PolySwitch PPTC 組件則可以繼而快速的關斷過大的電流,從而幫助保護齊納二極管和下遊電子組件。下圖3描述了 PolyZen 產品在直流輸入端口保護的典型應用。

圖 3:PolyZen 保護直流輸入端口典型應用
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對於機頂盒設備上的 RJ45 端口,同樣考慮到因為頻繁插拔時由於靜電而導致的設備損害,在端口也可以增加上 SESD 器件來保護靜電幹擾。圖4分別展示了在 10/100baseT 及 1G Ethernet 上使用 SESD 器件進行保護的應用。

圖 4:使用 SESD 保護以太網口
對於機頂盒上的 xDSL 端口,可以考慮使用氣體放電管 (GDT) 器件與 PPTC 器件組合的電路來保護設備。GDT 器件可以在電路的一級保護中使用,在雷擊保護中可以起到暫態的過電流和限製過電壓的作用,而 PPTC 器件可以在電力線碰觸保護中,對過流故障起到很好的保護作用。圖5電路是使用 PPTC 與 GDT 器件進行雷擊及電力線碰觸保護的典型應用。

圖 5:xDSL 電路保護方案
zongshangsuosu,dangjindejidingheyijingnenggoutigonggezhonggeyangdeduomeitiyulegongneng,erzaitongshiwomenyeguanzhudao,shebeixuyaozhichiduozhongshujujiekoulaibangzhuhuodegezhongduomeitideshujuziyuan,zenyanggenghaodetigongzhexiejiekoudebaohushishebeishifounenggeikehutigonglianghaoshiyongtiyandeguanjian。TE 公司的電路保護部門能夠提供 PPTC, SESD, PolyZen, GDT 等多種電路保護器件,給不同的電源與數據接口帶來完善的綜合保護。
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