一种USB接口电路制造技术

本发明专利技术提供一种USB接口电路，包括USB接头、电源共模滤波模块、信号共模滤波模块、电源差模滤波模块、信号差模滤波模块以及静电保护模块，可以消除电路中电源线、信号线上的共模干扰、差膜干扰、静电干扰等，尤其是增设的电源共模滤波模块可以消除电源VBUS和工作地GND之间的共模干扰问题，电路所占体积小、成本低，对静电放电ESD及电磁干扰EMI的防护效果都很好，使得USB信号不再失真，确保产品顺利通过USB认证和EMC认证，实用性强。此外本发明专利技术的还可以通过高压保护模块和高频滤波模块消除电路中的高电压信号干扰和高频信号干扰，进一步提高USB接口电路的抗干扰能力，提高其信号传输性能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种USB接口电路，包括USB接头、电源共模滤波模块、信号共模滤波模块、电源差模滤波模块、信号差模滤波模块以及静电保护模块，可以消除电路中电源线、信号线上的共模干扰、差膜干扰、静电干扰等，尤其是增设的电源共模滤波模块可以消除电源VBUS和工作地GND之间的共模干扰问题，电路所占体积小、成本低，对静电放电ESD及电磁干扰EMI的防护效果都很好，使得USB信号不再失真，确保产品顺利通过USB认证和EMC认证，实用性强。此外本专利技术的还可以通过高压保护模块和高频滤波模块消除电路中的高电压信号干扰和高频信号干扰，进一步提高USB接口电路的抗干扰能力，提高其信号传输性能。【专利说明】—种USB接口电路
本专利技术涉及USB接口
，尤其涉及一种USB接口电路。
技术介绍
由于多媒体技术的发展对外设与主机之间的数据传输率有了更高的需求，因此，USB总线技术应运而生。USB (Universal Serial Bus)翻译为中文就是通用串行总线，是由Conpaq、DEC、IBM、Inter、Microsoft、NEC 和 Northen Telecom 等公司为简化 PC 与外设之间的互连而共同研究开发的一种免费的标准化连接器，特点是速度快、兼容性好、不占中断、可以串接、支持热插拔等，它支持各种PC与扫描仪，数码相机，数码摄像机、音频系统、显示器、输入设备等外设之间的连接，还可实现数字多媒体集成。 USB信号传输电缆通常是双绞屏蔽地，其内部包含3对USB信号线和I对电源线，在传输通道上的输入电压值为4.07-5.25V,传输的最大电流约为900mA.USB接口的传输速率很高，像USB2.0最大的传输速率为480Mbit/s，USB3.0的传输速率更是10倍USB2.0的传输速率。并且USB3.0已经渐渐投入市场，必将是未来发展的趋势。随着传输速率的增大，如何提高USB信号的传输质量，减小电磁干扰EMI和静电放电ESD成为USB接口电路设计的关键。 请参考图1，现有技术的一种USB接口电路中，电源线VBUS上串联一个电感或者磁珠LI，同时设置并联电容C3、C4 ;同时，USB数据差分线对D-、D+上串联一个共模扼流圈L2，由此有效的减少电磁干扰EMI。同时设置ESD保护器件Dl、D2、D3，分别并联在电路中的USB数据差分线对D-、D+、电源线、工作地线和大地或金属外壳(屏蔽层)之间，以进行静电放电ESD防护。该电路可以很好的减小电磁干扰EMI和静电放电ESD。 但是，很多智能电子设备，例如穿戴产品、游戏手柄等，都需要通过USB接口由主机供电且与主机进行通讯，这种方式要求电子设备工作时需要满足USB认证和EMC认证，USB接口电路的设计是否能够使得USB认证和EMC认证成功显得至关重要。然而图1所示的电路中，一方面其接地线路没有进行隔离设计，导致工作地GND和输出地直接导通，只要外面有高压，就会直接进入设备的内部电路，造成机器损坏，而在PCB布线时绝缘间距不够不能满足行业要求，耐压达不到要求；另一方面，二极管Dl、D2、D3动作时间是ps级，而电感LI动作时间是μ s级，在雷击状态下，二极管D3将在电感LI之前动作，但因为二极管D3耐流太小，易被击穿，电感LI失去保护作用，以致缺少共模或差模滤波保护电路，导致最终很难达到理想的效果。因此，目前的典型USB接口电路使得电子设备在通过USB认证和EMC认证时存在很大风险，USB信号容易失真，USB认证和EMC认证容易失败。 其中，电磁兼容性(EMC)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。EMC—般包括两个方面的要求:一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性。因此EMC包括EMI (电磁干扰)及EMS (电磁耐受性)两部分，所谓EMI电磁干扰为机器本身在执行应有功能的过程中所产生不利于其它系统的电磁噪声^EMS电磁耐受性是指机器在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。 因此，需要一种新的USB接口电路，以避免上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种USB接口电路，能够避免电源线和工作地之间的信号干扰，使得USB信号不失真，确保产品顺利通过USB认证和EMC认证。 为解决上述问题，本专利技术提供一种USB接口电路，包括:USB接头、电源共模滤波模块、信号共模滤波模块、电源差模滤波模块、信号差模滤波模块以及静电保护模块；其中， 所述电源共模滤波模块的输入端连接所述USB接头的电源端子和工作地端子，用于滤除电源线路和工作地线路上的共模干扰信号； 所述电源差模滤波模块连接所述电源共模滤波模块的输出端，用于滤除电源线路上的差模干扰信号； 所述信号共模滤波模块的输入端连接所述USB接头的差分信号线两端子，用于滤除差分信号线路上的共模干扰信号； 所述信号差模滤波模块连接所述信号共模滤波模块的输出端，用于滤除差分信号线路上的差模干扰信号； 所述静电保护模块一端接USB接头的屏蔽地，一端接在所述电源线路和所述差分信号线路上，用于消除电源线路和差分信号线路上的静电干扰信号。 进一步的，所述电源共模滤波模块包括输入端连接所述USB接头的电源端子和工作地端子的共模电感。 进一步的，所述电源差模滤波模块包括滤波电感、滤波电容、LC滤波电路和RC滤波电路中的至少一种。 进一步的，所述信号共模滤波模块包括输入端连接所述USB接头的差分信号线两端子的共模电感。 进一步的，所述信号差模滤波模块包括滤波电感、滤波电容、LC滤波电路和RC滤波电路中的至少一种。 进一步的，所述静电保护模块包括放电二极管或者静电保护芯片。 进一步的，所述USB接口电路还包括高压保护模块，所述高压保护模块的一端接USB接头的屏蔽地，一端接在所述工作地线路、电源线路和所述差分信号线路上，用于消除工作地线路、电源线路和差分信号线路上的高压干扰信号。 进一步的，所述高压保护模块包括四个压敏电阻，四个压敏电阻的一端均接USB接头的屏蔽地，另一端分别接在所述工作地线路、电源线路和所述差分信号线路上。 进一步的，所述USB接口电路还包括高频滤波模块，所述高频滤波模块设置USB接头与电源共模滤波模块、信号共模滤波模块之间，用于滤除电源线路和差分信号线路上的高频信号干扰。 进一步的，所述高频滤波模块包括分别串联在USB接头的电源端子、工作地端子和电源共模滤波模块的输入端之间的两个滤波电感以及分别串联在所述USB接头的差分信号两端子和信号共模滤波模块的输入端之间的两个滤波电感。 与现有技术相比，本专利技术的USB接口电路，包括USB接头、电源共模滤波模块、信号共模滤波模块、电源差模滤波模块、信号差模滤波模块以及静电保护模块，可以消除电路中电源线、信号线上的共模干扰、差膜干扰、静电干扰等，尤其是增设的电源共模滤波模块可以消除电源VBUS和工作地GND之间的共模干扰问题，使得USB信号不再失真，确保产品顺利通过USB认证和EMC认证。 【专利附图】【附图说明】 图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种USB接口电路，其特征在于，包括：USB接头、电源共模滤波模块、信号共模滤波模块、电源差模滤波模块、信号差模滤波模块以及静电保护模块；其中，所述电源共模滤波模块的输入端连接所述USB接头的电源端子和工作地端子，用于滤除电源线路和工作地线路上的共模干扰信号；所述电源差模滤波模块连接所述电源共模滤波模块的输出端，用于滤除电源线路上的差模干扰信号；所述信号共模滤波模块的输入端连接所述USB接头的差分信号线两端子，用于滤除差分信号线路上的共模干扰信号；所述信号差模滤波模块连接所述信号共模滤波模块的输出端，用于滤除差分信号线路上的差模干扰信号；所述静电保护模块一端接USB接头的屏蔽地，一端接在所述电源线路和所述差分信号线路上，用于消除电源线路和差分信号线路上的静电干扰信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林振翠，
申请(专利权)人：青岛歌尔声学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37