车用多媒体主机ESD解决对策

表一 : Dual Port USB 2.0 ESD保护元件。晶焱

近年随着愈来愈多科技厂商研发车用多媒体系统主机，为了保护主机免受ESD（静电放电）影响，在多媒体主机需要配置ESD防护元件，用于保护I/O端口免于遭受ESD能量破坏。当I/O端口遭遇过大的ESD能量时，将导致多媒体系统受到静电干扰的现象，若此时系统没有做好ESD防护设计，很可能会造成系统损毁甚至I/O端口功能出现异常，故需选择ESD防护效果较佳的防护元件在车用多媒体系统主机上进行ESD防护。

以往在车用多媒体系统主机常见的I/O端口是USB 2.0，部分的R & D产品开发人员在设计主机时，会想在所有信号共享同一个单通道型号的ESD防护元件应用在主机所有的I/O端口。不过在近年所推出的车用多媒体主机为了实现Apple Car Play / Android Auto等新应用需求，会将以往的USB 2.0 Type A升级成USB Type-C，在主机也有新增HDMI Port端口用来取代传统AV in的影像传输模式。

因此，建议不要为了备料方便，而在所有信号共享ESD防护元件，主要的原因是每个I/O端口的信号电压皆不同，若统一使用同一颗防护元件，将会遇到保护元件的钳制电压特性不符合每个I/O端口耐受的问题。正确的做法是随着应用需求挑选符合该I/O端口应用规格的ESD防护元件，对于多媒体系统主机才能实现更好的ESD防护效果。

车用多媒体系统主机常见I/O端口，建议ESD保护元件

1、Dual Port USB 2.0

车用多媒体系统主机会配置两个USB 2.0的端口，若选用传统单通道的ESD保护元件，则需使用六颗元件才能保护两个USB 2.0端口，但使用四通道Array型式的保护元件AZ9115-04S则可将原本的六颗收敛成一颗，可参考表一Dual Port USB 2.0 ESD保护元件应用线路图。

2、USB Type-C

USB Type-C端口上的TX/RX位置可以选用AZ9143-04F进行ESD防护， D+/D-可搭配AZ9115-04S ESD保护元件，。在Vbus位置则需考量在Type-C端口是否有支持USB Power Delivery的需求，若车用多媒体系统在Type-C Vbus位置有支持20V的高压快速充电模式，则需要选择20V的ESD保护元件，相关方案选择请参考表二。

3、HDMI Port

HDMI端口上的TMDS高速信号位置可以选用AZ9143-04F进行ESD防护，HDMI端口的低速信号位置可以选用AZ9115-04S进行ESD防护，ESD保护元件可参考表三。

总结：

随着车载应用搭配的车用多媒体装置功能增加，在应用的影音信号端口也升级成可以提供更高速率应用的HDMI and Type-C的应用规格，因此对系统的稳定度要求会愈来愈严谨，对ESD的防护需求也会愈来愈重视。

虽然HDMI and Type-C端口在消费性电子产品中是常见的应用端口，不过若是搭载应用在车用多媒体系统主机就需要特别重视ISO10605中的ESD测试规格，在车用产品的ESD测试等级中，最高的测试需求是Air 25kV，与消费性电子的Air 15kV有很大的差异。若选用到ESD防护性能不佳的保护的TVS产品，将会导致系统无法通过ESD测试认证，晶焱科技（Amazing）的车载系列TVS能提供优秀的ESD防护性能并且通过AEC-Q101标准的认证，若有车载应用 ESD/EOS 防护相关需求，欢迎洽询。