車載信息娛樂系統(tǒng)之USB端口失效分析

隨著車機(jī)的不斷升級(jí)換代，車內(nèi)外的科技感越來越強(qiáng)。其中給我們最大的感受就是汽車的功能越來越多，并且越來越智能了。實(shí)現(xiàn)這些功能是得益于我們的中控信息系統(tǒng)的不斷發(fā)展，而中控系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性將決定我們用戶的駕駛體驗(yàn)與用車安全。

今天，我們就來跟大家分享一個(gè)中控信息系統(tǒng)的整改案例。

案例背景

●   產(chǎn)品

車載信息娛樂系統(tǒng)

●   測試標(biāo)準(zhǔn) 

接觸 +/-6KV

●   問題描述

USB功能失靈，不良率約為0.1%，USB上的TVS uClamp3311T阻抗降為KΩ 級(jí)

01 整改分析    

整改分析（I）

閂鎖分析:

測試環(huán)境（USB2.0 LS mode）

結(jié)論：uClamp3311T 應(yīng)用于USB2.0不會(huì)出現(xiàn)閂鎖問題@ 25℃/130mA 。

整改分析（II）

過壓分析：

TVS Vbr=3.5V，在USB LS/FS 模式下，輸出電壓Voh_max=3.6V，大于TVS 3.5V Vbr，在USB工作期間，會(huì)導(dǎo)致uClamp3311T處于長時(shí)間導(dǎo)通狀態(tài)。

測試環(huán)境  

結(jié)論：在USB工作期間，流過uClamp3311T的漏電流達(dá)17mA。長此以往，會(huì)有可能導(dǎo)致TVS性能下降，阻抗變小。

整改分析（III）

浪涌能力分析：

設(shè)備無法承受外界復(fù)雜的浪涌環(huán)境

測試環(huán)境

結(jié)論：經(jīng)浪涌測試后，uClamp3311T的阻抗會(huì)由+∞ 變?yōu)?~KΩ級(jí)，現(xiàn)象類似于客戶所遇到的問題。

02 整改對(duì)策    

●   器件選型策略 

- 工作電壓(>3.6v) (LS 模式) 

- 無閂鎖隱患（SCR TVS）  

- 低容值，低ESD鉗位和浪涌鉗位電壓 

●   方案參數(shù)對(duì)比

●   ESD&TLP 鉗位對(duì)比

●   Surge鉗位對(duì)比

結(jié)語    

USB端口常見于我們的各種應(yīng)用當(dāng)中，所以大家不會(huì)覺得它很復(fù)雜，對(duì)其保護(hù)的相關(guān)工作也往往會(huì)簡單略過。但是因其工作模式的多樣性，以及終端產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜程度不同，這就會(huì)讓我們一般設(shè)計(jì)的方案存在著很大的變數(shù)。所以重視每一個(gè)端口，需要從各種細(xì)節(jié)出發(fā)，這樣我們才能達(dá)到事半功倍的效果。