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VGA接口静电防护方案
涛意隆 | 2024-08-13 11:21:28    阅读:112   发布文章

方案简介

VGA(Video Graphics Array)即视频图形阵列,具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点,亦称为D-Sub接口,在彩色显示器领域得到了广泛的应用,如笔记本、投影仪、LCD液晶显示屏等。VGA接口主要用于连接计算机与显示设备。当计算机内部以数字形式生成的图像信息需要展现时,这些信息首先会在显卡内的D/A(数字到模拟)转换器中被转换为模拟的R、G、B三原色信号,并附加行、场同步信号,随后通过VGA接口传输至显示设备。

VGA接口需要经常性热插拔,很容易受到ESD静电放电的威胁和破坏。如何避免因频繁的插拔电缆所造成的ESD管损害,同时不影响数据传输,让产品稳定可靠的运行,成为我们迫切需要解决的问题。常规的静电防护器件可能会影响数据的传输,造成图像失真等现象。本文分别选用了分立和集成的两种ESD静电保护器件方案,在不影响数据传输的前提下满足IEC61000-4-2 Level 4静电放电防护需求,让后端的电路得到有效全面的防护。

引脚配置

image.png

引脚

名称

功能

引脚

名称

功能

1

RED

红色分量信号

9

KEY/PWR

电源(+5V)

2

GREEN

绿色分量信号

10

GND

地线

3

BLUE

蓝色分量信号

11

ID0/RES

保留

4

ID2/RES

保留

12

ID1/SDA

串行数据信号

5

GND

地线

13

H SYNC

水平同步(行同步)

6

RED_RTN

红色分量地线

14

V SYNC

水平同步(场同步)

7

GREEN_RTN

绿色分量地线

15

ID3/SCL

串行时钟信号

8

BLUE_RTN

蓝色分量地线




 

应用示例

我们分别选用了分立和集成的两种ESD静电保护器件方案,客户可以根据VGA接口的实际情况选择合适的器件。

 

方案一:

image.png

该方案采用的是一款分立的ESD保护器件SELC2F5V1BT,可防止各引脚受静电放电的干扰,该器件封装尺寸小,漏电流低,响应速度快,且符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4 规范 ±25kV(空气)和 ±22kV(接触)下提供瞬变保护。

 

 

 

 

 

 

 

 

方案二:

image.png

     该方案采用的是一款集成多路六引脚ESD防护器件SEUC236T5V4UCSOT-23-6L小封装、响应速度快、钳位电压低、低结电容,保护VGA接口免遭ESD静电放电破坏的同时,确保传输数据的稳定性和完整性。符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4 规范 ±25kV(空气)和 ±25kV(接触)下提供瞬变保护

 

型号参数

规格型号

方向

工作电压(V)

IPP(A)

钳位电压(V)

结电容(pF)

封装

SELC2F5V1BT

Bi.

5

4.5

22

0.3

DFN1006-2L

SEUC236T5V4UC

Uni.

5

15

22

1.5

SOT-23-6L

电气特性表

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电气特性表

 

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电气特性表

总结与结论

尽管随着技术的不断进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渐降低,但在在一些特殊行业或领域(如工业自动化、监控系统等),可能仍然存在大量使用VGA接口的老旧设备。保护VGA接口免受ESD静电损害是保持系统稳定运行的关键环节。

ELECSUPER SEMI研发各种低电容低钳位电压的ESD保护器件,可按照客户需求性能与封装提供定制化开发服务,为各种接口提供值得信赖的保护器件。以上解决方案是保护VGA接口的优选之策,确保影像的正常显示

 


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