车载信息娱乐系统之USB端口失效分析

随着车机的不断升级换代，车内外的科技感越来越强。其中给我们最大的感受就是汽车的功能越来越多，并且越来越智能了。实现这些功能是得益于我们的中控信息系统的不断发展，而中控系统的可靠性与稳定性将决定我们用户的驾驶体验与用车安全。

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今天，我们就来跟大家分享一个中控信息系统的整改案例。

案例背景

●   产品

车载信息娱乐系统

●   测试标准 

接触 +/-6KV

●   问题描述

USB功能失灵，不良率约为0.1%，USB上的TVS uClamp3311T阻抗降为KΩ 级

01 整改分析    

整改分析（I）

闩锁分析:

测试环境（USB2.0 LS mode）

结论：uClamp3311T 应用于USB2.0不会出现闩锁问题@ 25℃/130mA 。

整改分析（II）

过压分析：

TVS Vbr=3.5V，在USB LS/FS 模式下，输出电压Voh_max=3.6V，大于TVS 3.5V Vbr，在USB工作期间，会导致uClamp3311T处于长时间导通状态。

测试环境  

结论：在USB工作期间，流过uClamp3311T的漏电流达17mA。长此以往，会有可能导致TVS性能下降，阻抗变小。

整改分析（III）

浪涌能力分析：

设备无法承受外界复杂的浪涌环境

测试环境

结论：经浪涌测试后，uClamp3311T的阻抗会由+∞ 变为 ~KΩ级，现象类似于客户所遇到的问题。

02 整改对策    

●   器件选型策略 

- 工作电压(>3.6v) (LS 模式) 

- 无闩锁隐患（SCR TVS）  

- 低容值，低ESD钳位和浪涌钳位电压 

●   方案参数对比

●   ESD&TLP 钳位对比

●   Surge钳位对比

结语    

USB端口常见于我们的各种应用当中，所以大家不会觉得它很复杂，对其保护的相关工作也往往会简单略过。但是因其工作模式的多样性，以及终端产品应用环境的复杂程度不同，这就会让我们一般设计的方案存在着很大的变数。所以重视每一个端口，需要从各种细节出发，这样我们才能达到事半功倍的效果。