車用多媒體主機ESD解決對策

表一 : Dual Port USB 2.0 ESD保護元件。晶焱

近年隨著愈來愈多科技廠商研發車用多媒體系統主機，為了保護主機免受ESD（靜電放電）影響，在多媒體主機需要配置ESD防護元件，用於保護I/O端口免於遭受ESD能量破壞。當I/O端口遭遇過大的ESD能量時，將導致多媒體系統受到靜電干擾的現象，若此時系統沒有做好ESD防護設計，很可能會造成系統損毀甚至I/O端口功能出現異常，故需選擇ESD防護效果較佳的防護元件在車用多媒體系統主機上進行ESD防護。

以往在車用多媒體系統主機常見的I/O端口是USB 2.0，部分的R & D產品開發人員在設計主機時，會想在所有訊號共用同一個單通道型號的ESD防護元件應用在主機所有的I/O端口。不過在近年所推出的車用多媒體主機為了實現Apple Car Play / Android Auto等新應用需求，會將以往的USB 2.0 Type A升級成USB Type-C，在主機也有新增HDMI Port端口用來取代傳統AV in的影像傳輸模式。

因此，建議不要為了備料方便，而在所有訊號共用ESD防護元件，主要的原因是每個I/O端口的訊號電壓皆不同，若統一使用同一顆防護元件，將會遇到保護元件的鉗制電壓特性不符合每個I/O端口耐受的問題。正確的做法是隨著應用需求挑選符合該I/O端口應用規格的ESD防護元件，對於多媒體系統主機才能實現更好的ESD防護效果。

車用多媒體系統主機常見I/O端口，建議ESD保護元件

1、Dual Port USB 2.0

車用多媒體系統主機會配置兩個USB 2.0的端口，若選用傳統單通道的ESD保護元件，則需使用六顆元件才能保護兩個USB 2.0端口，但使用四通道Array型式的保護元件AZ9115-04S則可將原本的六顆收斂成一顆，可參考表一Dual Port USB 2.0 ESD保護元件應用線路圖。

2、USB Type-C

USB Type-C端口上的TX/RX位置可以選用AZ9143-04F進行ESD防護， D+/D-可搭配AZ9115-04S ESD保護元件，。在Vbus位置則需考量在Type-C端口是否有支援USB Power Delivery的需求，若車用多媒體系統在Type-C Vbus位置有支援20V的高壓快速充電模式，則需要選擇20V的ESD保護元件，相關方案選擇請參考表二。

3、HDMI Port

HDMI端口上的TMDS高速訊號位置可以選用AZ9143-04F進行ESD防護，HDMI端口的低速訊號位置可以選用AZ9115-04S進行ESD防護，ESD保護元件可參考表三。

總結：

隨著車載應用搭配的車用多媒體裝置功能增加，在應用的影音訊號端口也升級成可以提供更高速率應用的HDMI and Type-C的應用規格，因此對系統的穩定度要求會愈來愈嚴謹，對ESD的防護需求也會愈來愈重視。

雖然HDMI and Type-C端口在消費性電子產品中是常見的應用端口，不過若是搭載應用在車用多媒體系統主機就需要特別重視ISO10605中的ESD測試規格，在車用產品的ESD測試等級中，最高的測試需求是Air 25kV，與消費性電子的Air 15kV有很大的差異。若選用到ESD防護性能不佳的保護的TVS產品，將會導致系統無法通過ESD測試認證，晶焱科技（Amazing）的車載系列TVS能提供優秀的ESD防護性能並且通過AEC-Q101標準的認證，若有車載應用 ESD/EOS 防護相關需求，歡迎洽詢。