介面（以
usb為例）防護電路介紹
原來在學校的時候，老是奇怪自己搭的電路怎麼這麼容易掛呢，後來入職後才開始慢慢明白，各種影響下來，單板不掛才怪。所以這裡需要和大家分享的幾個電路防護方面的東西。乙個是訊號介面防護，乙個是電源防護。
topic 1 esd類
esd大致可以理解為靜電防護，對於生產上主要是人體靜電，對於使用工作上除了人體靜電還有控制中的粉塵靜電等等。
usb介面中，電源和地還好，關鍵的訊號線主要是連線到
cpu端，訊號線特別敏感，易受靜電等打壞。對於戶內裝置（手機、移動電源等不長期放置於室外的產品）主要考慮的是靜電，而對於戶外裝置（比如需要直連線戶外**線的**、室外交換機等等）則主要考慮防空氣放電、雷擊串擾等。
esd防護主要用到兩類器件，一類是
tvs管，一類是壓敏電阻。
tvs二極體的引數我就不說了，說了也是從別的地方
copy
tvs管的工作電壓時，這個管子可以認為是對地短路了，應用中最主要的就是擊穿和鉗位電壓，這兩個電壓就是保護電壓，還有注意下功率等級，一般普通防護都是
100多
w瞬態功率就行，防雷
300多
w就夠了，說白了這玩意只能防瞬時，一到持續的就掛了。
壓敏電阻大家也上百科看下吧，都蠻簡單的。當瞬時高壓過來時，壓敏電阻會瞬間阻值降低，反應比
tvs稍微慢一點。介面類的防護對器件的寄生電容都有要求。比如
usb2.0
高速模式下要求訊號線上的總的對地電容不超過
10pf
，一般都是用
tvs，現在用於
3.0防護的
tvs寄生電容已經做到了
0.5pf
以下了。
我們做的這個移動電源，需要檢測區分是否
usb插入和非
usb插入（
usb插入時需要做限流以免拉低了電腦的
usb口，怕把電腦搞掛），所以需要在
usb的訊號線上加保護，實際上只是用於檢測，不做通訊，所以只加壓敏電阻就
ok了。這每個器件的用法等原理圖上傳後一一講解吧。
step 2
過壓保護
這個就很好理解了，給移動電源充電的時候，有時候拔插原因或者電腦的原因，
5v上會產生過衝或者較高的電壓，不計成本的做法是除了加uf和
nf級別電容外，還會在最前端加上過壓保護，
tvs等。
當電壓超過安全門限時（比如輸入電壓大於
6v）過壓保護晶元將啟動保護，這樣主要是防止超過後端晶元的門限。有專門的過壓保護器件，除了過壓功能外一般都將
esd防護等整合進去。但是這類器件相對較貴，不太實用。我這邊有之前幾家廠商送的樣片，不太用，後期準備在單板上把
12v的輸入也做進去，這樣能相容的充電器型別就會比較多了。
過流保護
對於現在準備做的移動電源來說，我們這個是加在輸出端的，就是防止對外充電的時候抽取的電流過大。這種**實際上就是用在電腦的那個
usb口處來做限流的，有些電腦主機板為了降成本，沒做對外
usb口的限流，當外部負載過大的時候，容易把電腦拉掛，就是這個原因。我之前乙個老的台式電腦就是這樣，帶某些硬碟的時候容易電腦藍屏，所以後來拆開機箱自己加了
1.5a
限流的上去，同時在輸出端（也就是限流晶元後端）加個
2200uf
的大電容。從此連某兄弟
1 t的硬碟跑起來都無壓力了。
這類器件的基本原理也很簡單，晶元內部有取樣電阻（現在有些更好的器件是直接用控制開/關的
mos管的內阻來做檢測源）來取樣電流，電流
*取樣電阻即與基準電壓比較來控制輸出的開啟關閉。
step 4
溫度保護
這個移動電源會加入簡單的溫度保護程式，來使得單板能完成最基本的保護，做電池的安全防護，同時在某些狀態下減小充電電流。這裡要說一下當今主流的兩大溫度檢測技術，一種是熱敏電阻取樣
ntc，一種是
pn結取樣。前者是跟著電阻對溫度的敏感特性引起的阻值變化來做的，後者是根據
pn結溫與電流的乙個恆定關係來做的，後續我在具體講下各種不同的應用情況。電腦
cpu一般用的是
pn結方式。
我們單板上會取樣熱敏電阻來做溫度取樣，有興趣的童鞋可以用多個同樣型號的熱敏電阻掛一起，打點膠凝在一起，演算法上做精確的平滑取樣。做個外觀簡單，精度巨高的電子體溫計。
esd防護 電路級ESD防護方法
電路板級的esd防護方法有很多種類，常見的有以下幾個方法 1 併聯放電器件 常用的放電器件有esd tvs，固體放電管，穩壓二極體，壓敏電阻，氣體放電管等 瞬變電壓消除器 tvs transient voltage suppressor tvs 是一種固態二極體，專門用於防止 esd 瞬態電壓破壞敏...
電路及esd靜電防護
1 併聯放電器件。常用的放電器件有tvs，齊納二極體，壓敏電阻，氣體放電管等。如圖 1.1 齊納二極體 zener diodes 也稱穩壓二極體 利用齊納二極體的反向擊穿特性可以保護 esd敏感器件。但是齊納二極體通常有幾十 pf 的電容，這對於高速訊號 例如 500mhz 而言，會引起訊號畸變。齊...
電路級靜電防護技巧（二）
當積體電路 ic 經受靜電放電 esd 時，放電迴路的電阻通常都很小，無法限制放電電流。例如將帶靜電的電纜插到電路介面上時，放電迴路的電阻幾乎為零，造成高達數十安培的瞬間放電尖峰電流，流入相應的 ic 管腳。瞬間大電流會嚴重損傷 ic 區域性發熱的熱量甚至會融化矽片管芯。esd 對 ic 的損傷還包...