HDMI接口的進化與防靜電ESD對策

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一.HDMI接口故障現象

上海雷卯常接到工程師反應HDMI接口故障現象,歸納故障現象大概有如下幾種情況：

·做ESD認證測試，打靜電沒過，屏幕上出現閃爍、扭曲、花屏或黑屏的情況。

·圖像模糊、顏色失真、畫面噪點或聲音雜音的問題。

·HDMI接口的金屬引腳受損，例如彎曲、斷裂。

·HDMI接口內部電子元件造成損壞，導致整個設備無法啟動或出現其他故障。

二.分析故障原因

HDMI接口是一種高速數字接口，在日常使用中，人體靜電放電或其他外部電源的靜電放電可能會對接口和連接的設備造成損害。另外HDMI接口通常連接到電視、顯示器、投影儀等設備，這些設備對靜電放電非常敏感。同時根據雷卯工程師整改案例總結有如下原因：

·HDMI接口處沒有放ESD 二極管

·ESD二極管選擇不合適， 本來接口應選用3.3V ESD二極管，且選擇5V,導致IC沒受到應有保護。

因此，如果沒有做好ESD保護，就會出現以上故障情況。

為了確保HDMI接口和連接的設備的穩定性、可靠性和壽命，使用ESD二極管保護器件是非常必要的。它可以有效地防止靜電放電對設備造成損壞，并提供符合標準要求的保護水平。那么ESD二極管怎么選擇呢。

三.選擇ESD保護二極管的關鍵參數

選擇適合HDMI接口的ESD保護二極管要考慮的關鍵參數包括：

1. 寄生電容Cj ：

HDMI 1.0-1.2：數據速率最高可達4.95 Gbps。

HDMI 1.3-1.4：數據速率可達10.2 Gbps。

HDMI 2.0-2.1：數據速率最高可達18 Gbps。

在選擇ESD保護二極管為確保TMDS線的信號完整性時，寄生電容成為最重要的參數之一。當選擇適合HDMI 的ESD保護二極管時，首先考慮二極管結電容，確保二極管的電容符合TMDS線允許的電容預算，進行選擇時，要找小于0.5pF。

2.鉗位電壓Vc

ESD(靜電放電)二極管的鉗位電壓是指在其工作時，當受到靜電沖擊時，二極管將開始導通并將其兩端的電壓鉗制在一個相對穩定的水平上，稱為鉗位電壓。ESD二極管的鉗位電壓通常在數據手冊中有詳細說明。一般來說，ESD二極管的鉗位電壓越低越好，因為這意味著它可以更快地對抗靜電放電并且對受保護的器件造成的壓力更小。

HDMI接口ESD 是選擇3.3V 還是5V根據 輸出HDMI接口的控制器接口能承受的電壓水平，這一點很重要。上海雷卯有5V /3/3V DFN2510封裝ESD:ULC0524P,ULC3304P10,和3.3V 帶回掃的PUSB3FR4，參考下圖方案。

3. IEC 61000-4-2 (ESD)

ESD有15KV,和30KV.，可以根據需求選擇。

四.HDMI2.0靜電保護方案