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【经验分享】USB 接口易损坏

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STMCU小助手 发布时间:2022-2-19 17:21
问题:4 D& N0 ?" B- `! M
该问题由某客户提出,发生在 STM32F205VCT6 器件上。据其工程师讲述:为了实现产品的设计中使用STM32 的 USB OTG 接口,作为其产品的一个通用 USB 接口来用。在其产品小批量试产后,发现 STM32的 USB OTG 接口在其产品的使用过程中易损坏。
- ]  o; N3 @. s调研:
" [% _1 O3 \$ l! A4 f使用 USB OTG 驱动库的 DEMO 程序对芯片进行测试,发现其 USB OTG 接口在功能上的确已失效。测量该芯片在复位状下的工作电流,在 90mA 左右,明显偏大。对该芯片做 FA 处理,结果表明该芯片的USB OTG 接口已被 ESD 损坏。检查硬件设计,发现该接口未做 ESD 保护。
% `: g  B+ }7 Y+ d8 Q5 G* H' }5 W3 a, s) Q
OR8QHO5UF8${3Q)T66O2F@U.png - J$ d) A9 K  K2 O

. o; |- S& c2 G+ b- e1 r结论:1 }/ h+ k% L5 O- t) l
STM32 的端子未做 ESD 保护,直接引至机壳对外的插座上,从而发生 ESD 损坏。
9 ~4 K" |* `! T( {' C, M0 X
& Z' I3 ~6 l( x/ {; m7 X4 ~3 p" R4 G7 s) r! }
处理:6 u& }) ^% f6 M; m
设计中增加 ESD 保护,推荐器件 EMIF02USB03F2,如图(二)所示:
. i1 n8 b! k; d! P3 {
$ O/ W2 \& P% L6 c$ S8 r
' |. ]" V. [% l; C; _$ x$ C* d X$BDK%N`VJ)7KU3[ZW]GA2G.png
8 b) W, i( L, |5 t& k3 b5 @- k
1 C( \+ i6 `  I% s建议:0 {  Z9 }, f' e% h# |- \# ^& p
在 STM32 的数据手册中,给出的 ESD 相关数据如表(一)所示:5 P. S5 s: f! }* ]' W0 V# _$ m

( R& D: ?( s4 i" O) }/ S ]%@_VPKYTL`@RD5_n]2C5.png
3 |) V' J3 G3 ?& g1 p
' b7 L" j* {% R* a( p+ `在人体模型下,最大放电电压为 2000V;在机器模型下,最大放电电压为 500V。这样的防静电能力,使得 STM32 不适合在没有防静电措施的环境下,直接与带静电的物体接触。也就决定了,在硬件设计中,不可以在不加任何的防静电保护的情况下,将 STM32 的管脚引至暴露在机壳之外的端子上。表(二)列出一些常用保护器件型号,供参考。- V7 N. i# o" X- Q/ u4 O: |$ }+ `9 C
, r+ x% h0 d' @1 }* N

$ c0 Z- |: Q$ o3 X TZY1GTVO1@DJ`]{B1`NOC.png
1 l) f4 H% F5 n* m; @$ d; N
  S( [& @/ R' s
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