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怎么保护无人机USB Type-C充电接口免受浪涌静电威胁和损坏?

东沃电子 2023-06-20 11:13 次阅读

无人机不仅以高科技、低成本的方式实现人们的“飞行梦想”,同时也以“俯瞰”的视角记录着我们的日常生活。在5G人工智能的技术浪潮中,无人机迎来新的机遇,比如要更快地实现影像数据的传输,进一步扩大无人机的飞行距离和控制范围等。无人机是由飞机机体、飞控系统、数据链系统、发射回收系统、电源系统等组成的。无人机及其遥控器有多个端口接口),比如USB Type-C接口(供电池充电)、通信天线端口、SD存储卡端口(用于保存照片/视频)等等。当无人机运行工作时,这些通信数据端口(接口)很容易受到ESD静电放电事件的威胁,损坏无人机内部复杂的电路,导致故障,甚至造成严重的人身伤害或财产损失。可见,无人机ESD静电放电防护至关重要,不容忽视。接下来,东沃电子技术从无人机USB Type-C充电接口、通信天线端口和SD存储卡端口进行ESD静电放电保护方案设计及ESD二极管选型推荐详解。

无人机USB Type-C充电接口ESD静电放电保护方案图

wKgZomSRFNSAA-vzAAJEtc_qY4I663.png无人机USB Type-C充电接口ESD静电放电保护

USB Type-C接口可以利用USB供电(USB PD),提供高达100W功率、5A电流和20V电压,支持快速充电。如果不需要USB PD,也可以使用接口线VBUS进行充电,支持5V/3A,提供15W 功率。在USB Type-C充电接口配置中,需要对VBUS和CC引脚都进行静电保护。VBUS线静电保护东沃电子技术推荐选用ESD二极管DW24P4N3-S,工作电压24V、击穿电压26V、峰值脉冲电流150A、钳位电压32V、DFN2020-3L小型封装,符合IEC 61000-4-2 (ESD)±30kV(空气)/±30kV(接触)标准。

wKgaomSRFOCANmKYAAAXG_k0W6g019.pngDW24P4N3-S

在 USB Type-C接口中,CC引脚有两个,一个用于方向检测,另一个用于启动功率传输。由于VBUS引脚位于CC引脚旁边,距离非常近,极易发生接触短路。如果VBUS引脚中存在电压浪涌,那么CC引脚也容易受到浪涌的影响。保护CC引脚,东沃电子技术推荐选用ESD二极管DW24DF-B-S,工作电压24V,击穿电压26.7V、峰值脉冲电流9A、钳位电压39V、动态电阻低至0.2Ω,保证CC信号完整性。同时,DW24DF-B-S符合IEC 61000-4-2 (ESD)±30kV(空气)/±30kV(接触)标准,采用DFN1006-2L超小型封装,节省安装空间。

wKgZomSRFPyAJ1V5AAAWQZFMJjI146.pngDW24DF-B-S

无人机通信天线端口ESD静电放电保护方案图

wKgZomSRFQqAW9kJAADNHEo6_jE482.png无人机通信天线端口ESD静电放电保护方案图

无人机是通过无线电频率(需要天线来发送、接收无线电信号)与其遥控器进行通信,一般使用900MHz至2.4GHz传输信号来进行无线电和GPS通信的。因此,无人机天线接口静电防护需要选用超低结电容ESD静电保护器件来保证高频信号的完整性。在无人机通信天线端口ESD静电放电保护方案中,东沃电子技术推荐选用超低电容ESD二极管DW05DGCMS-BH-E,结电容只有0.15pF,在抑制ESD静电的同时为无线信号的可靠传输提供保障。同时,DW05DGCMS-BH-E符合IEC 61000-4-2 (ESD)±12kV(空气)/±12kV(接触)标准,采用DFN0603-2L超小型封装,节省安装空间。

wKgaomSRFSSACVNNAAAVjT9-mls632.pngDW05DGCMS-BH-E

无人机SD存储卡端口ESD静电放电保护方案图

wKgZomSRFTGAILrFAAGC-MYB47c998.png无人机SD存储卡端口ESD静电放电保护方案图

由于SD存储卡插槽中有裸露的引脚,极易受到ESD静电放电的影响。从东沃无人机SD存储卡端口ESD静电放电保护方案图可知,东沃电子推荐选用ESD二极管DW05-4R-S,为4个I/O 提供保护,每条数据线路的典型结电容仅为0.75pF,为高速图像数据传输的完整性提供了保障。时钟接口部分,东沃电子技术推荐选用DW05DTF-BL-S,0.9pF超低结电容,保证时钟频率传输可靠性,同时符合 IEC 61000-4-2 (ESD)±15kV(空气)/±15kV(接触)标准。

以上是无人机通信数据端口ESD静电放电保护典型方案图,如有特殊需求,欢迎前来探讨。浪涌静电保护方案,找东沃电子,电路防护不迷路!东沃无人机通信数据端口ESD静电放电保护电路图中选用到的ESD二极管DW24P4N3-S、DW24DF-B-S、DW05DGCMS-BH-E、DW05-4R-S、DW05DTF-BL-S,已全面量产、品质稳定、高可靠性、交期迅速、厂家价格、免费样品、免费EMC测试、免费方案整改设计、免费选型!

wKgaomSRFT6AD-5xAAAb6QCuCk8049.pngDW05-4R-S、DW05DTF-BL-S
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