CN209730809U - 一种sd卡静电保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种SD卡静电保护电路，该SD卡静电保护电路包括：第一贴片压敏电阻、第二贴片压敏电阻、第一瞬态电压抑制器；第一贴片压敏电阻第一端耦接于数据传输信号端与数据传输信号接收端的连接点，第一贴片压敏电阻第二端接地，第一贴片压敏电阻还并联设置有第一瞬态电压抑制器；第二贴片压敏电阻第一端耦接于时钟信号端、命令信号端和卡插入检测信号端与所述时钟信号接收端、命令信号接收端、数据传输信号接收端和卡插入检测信号接收端对应的连接点，第二贴片压敏电阻第二端接地；在保证了传输的数据信号的稳定性的同时又对SD卡电路进行静电防护。

Description

一种SD卡静电保护电路

技术领域

本实用新型涉及电子领域，尤其涉及一种SD卡静电保护电路。

背景技术

SD卡需要经常性的拔插，那么在拔插过程中就会产生静电，并且还有可以SD卡在未插入卡槽时本身已经带有静电以及其他情况，其静电的电压可以达到几千上万伏特。SD卡本身的集成度较高，若是不能及时的将静电释放掉，静电就有可能将SD卡损坏，并可能直接导致后续的集成电路被击穿以及产生电磁干扰。但是现有的SD卡接口电路通常是采用了SD卡和终端之间外接上拉电阻来避免电平浮动，但是此种做法的保护效果差。采用了TVS管保护的电路中，由于TVS管的响应时间较慢，也就是说对通信的影响较高，同样不适合用于SD卡这种需要高质量、高速度的信息传输电路；并且TVS管没有吸能能力，电荷能量一直在电路中存在，由此形成的电位差会带来线路电磁干扰，这对SD卡电路是致命的。在现有的SD卡设计电路中，一般采用了数据存储线路上使用静电保护器件，但时钟线和命令线同样非常重要，也需要进行防护；而在设计时还需要考虑SD卡针脚到MCU端的走线距离，因为较长的走线距离会产生线路干扰从而造成电路无法运行的问题。所说，在SD卡电路设计上，需要兼顾对时钟线和命令线的静电防护，对数据传输线的防护更要考虑全面，同时也需要考虑到走线方式，要达到线路的稳定性；而单独使用一种静电防护措施在SD卡线路这种关键的信号传输电路中是不够的，单一的泄放能量或者单一的进行精细保护，对SD卡这种需要多次拔插的物品都不合适，那么就需要一个能够泄放大规模电荷并且降低后级残压的SD卡防静电方案。

实用新型内容

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种静电放电效果好、保持终端稳定的SD卡静电保护电路，让SD卡在使用过程中能够更加安全的使用，提高静电防护能力。

为实现上述目的，本实用新型提供一种SD卡静电保护电路，包括电源以及用于插接SD卡的卡槽，所述卡槽的信号端包括时钟信号端、命令信号端、数据传输信号端以及卡插入检测信号端，还包括第一贴片压敏电阻、第二贴片压敏电阻、第一瞬态电压抑制器；所述第一贴片压敏电阻第一端耦接于所述数据传输信号端与对应所述数据传输信号接收端的连接点，所述第一贴片压敏电阻第二端接地，所述第一贴片压敏电阻还并联设置有第一瞬态电压抑制器；多个所述第二贴片压敏电阻第一端分别耦接于所述时钟信号端、命令信号端和卡插入检测信号端与所述时钟信号接收端、命令信号接收端、数据传输信号接收端和卡插入检测信号接收端的连接点，所述第二贴片压敏电阻第二端接地。

其中，还包括电源信号端，设有第一电容和第二电容的双电容除燥电路，所述第一电容第一端、第二电容第一端耦接于所述电源与所述电源信号端连接点，所述第一电容第二端、第二电容第二端接地。

其中，还包括上拉电阻模块，所述上拉电阻模块输入端分别与电源耦接，输出端与命令信号端、数据传输信号端以及卡插入检测信号端耦接。

其中，所述上拉电阻模块中包含多个并联设置的上拉电阻，每个所述上拉电阻阻值为10KΩ，其中有命令信号上拉电阻、数据传输信号上拉电阻、卡接入检测信号上拉电阻，所述命令信号上拉电阻、数据传输信号上拉电阻、卡接入检测信号上拉电阻第一端与电源耦接，第二端分别与命令信号端、数据传输信号端以及卡插入检测信号端耦接。

其中，还包括阻抗匹配电阻模块，所述阻抗匹配电阻模块具有第一输入端和第一输出端，所述第一输入端分别耦接于所述第一贴片压敏电阻与所述时钟信号端、所述命令信号端、所述数据传输信号端的连接点；所述第二输出端分别与所述时钟信号接收端、命令信号接收端、数据传输信号接收端耦接。

其中，所述阻抗匹配电阻模块设置有多个阻抗匹配电阻，每个所述阻抗匹配电阻阻值为22Ω，其中有数据信号阻抗匹配电阻、时钟信号阻抗匹配电阻、命令信号阻抗匹配电阻；所述数据信号阻抗匹配电阻、时钟信号阻抗匹配电阻、命令信号阻抗匹配电阻第一端分别与所述数据信号钟接收端、时钟信号接收端、命令信号接收端耦接；所述数据信号阻抗匹配电阻耦接于所述数据信号传输端和第一贴片压敏电阻连接点；所述时钟信号阻抗匹配电阻耦接于所述时钟信号端和第二贴片压敏电阻连接点；所述命令信号阻抗匹配电阻耦接于所述命令信号端和对应的第二贴片压敏电阻连接点。

其中，所述第一贴片压敏电阻和第二贴片压敏电阻在此电路中选用的型号为MLVS0603M04。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型通过在SD卡的卡槽的时钟信号端、命令信号端以及卡插入检测信号端与第二贴片压敏电阻第一端连接，第二贴片压敏电阻第一端还与时钟信号接收端、命令信号接收端以及卡插入检测信号接收端耦合，第二贴片压敏电阻第二端接地；尤其是通过在SD卡的卡槽的数据传输信号端与第一贴片压敏电阻第一端连接，其中，第一贴片压敏电阻还并联有第一瞬态电压抑制器，第一贴片压敏电阻第二端接地；这样设置是为了保证SD卡接口线路每一根单线都能够对静电进行保护，且对于数据传输信号线来说，第一贴片压敏电阻能够在静电过压时进行释放，并且能够达到较低的钳位电压，而并联的第一瞬态电压抑制器能够降低残压，也就在很大程度上延长第一贴片压敏电阻的使用寿命，并能够保证数据传输的稳点。

附图说明

图1为本实用新型的静电保护电路图；

图2为本实用新型的上拉电阻和阻抗匹配电路图；

图3为本实用新型的双电容除燥电路图；

图4为本实用新型的静电保护器件的局部电路图。

主要元件符号说明如下：

VDD、电源信号端；GND、数字地信号端；CLK、时钟信号端；CMD、命令信号端；DAT1~4：数据传输信号端；NCD、卡插入检测信号端；WP、写保护信号端；ESD1、第一贴片压敏电阻；ESD2、第二贴片压敏电阻；TVS、第一瞬态电压抑制器；SDDAT1~4：数据传输信号接收端；SDCLK、时钟信号接收端；SDCMD、命令信号接收端；NCD_SD、卡插入检测信号接收端；WP_SD、写保护信号接收端。

具体实施方式

为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。

请参阅图1至图4，一种SD卡静电保护电路，一种SD卡静电保护电路，包括电源3.3V以及用于插接SD卡的卡槽，卡槽的信号端包括电源信号端VDD、数字地信号端GND、时钟信号端CLK、命令信号端CMD、数据传输信号端（DAT1、DAT2、DAT3、DAT4）以及卡插入检测信号端NCD和写保护信号端WP，还包括第一贴片压敏电阻ESD1、第二贴片压敏电阻ESD2、第一瞬态电压抑制器TVS；数据传输信号端（DAT1、DAT2、DAT3、DAT4）与第一贴片压敏电阻ESD1第一端耦合，第一贴片压敏电阻ESD1第二端接地，第一贴片压敏电阻ESD2还并联设置有第一瞬态电压抑制器TVS，第一贴片压敏电阻ESD1第一端还与对应的数据传输信号接收端（SDDAT1、SDDAT2、SDDAT3、SDDAT4）之间连接；时钟信号端CLK、命令信号端CMD和卡插入检测信号端NCD、写保护信号端WP分别与对应的第二贴片压敏电阻ESD2第一端连接，第二贴片压敏电阻ESD2第二端接地，第二贴片压敏电阻ESD2第一端还与对应的时钟信号接收端SDCLK、命令信号接收端SDCMD和卡插入检测信号接收端NCD_SD和写保护信号接收端WP_SD连接，第一贴片压敏电阻和第二贴片压敏电阻在此电路中选用型号为MLVS0603M04，因其有优良的装配可焊性，能够满足SD卡线路走线紧凑的要求，并且有快速响应时间，能够泄放较高的瞬态电流，在数据传输信号线上，第一贴片压敏电阻ESD1还并联有第一瞬态电压抑制器TVS，两者之间能够利用其各自的防静电特点，ESD1泄放较高瞬态电流，TVS消耗泄放后的残压，既能保证数据传输的稳定和速度，又能间接的延长了ESD1的使用寿命。在进行电路设计时，我们还可以选择在第一贴片压敏电阻ESD1与并联在ESD1上的第一瞬态电压抑制器TVS两级之间加入退耦电容，用来消除电路间的有害交连。

在本实施例中，请参阅图1和图3，还包括双电容除燥电路，3.3V电压的电源经双电容除燥电路与卡槽的电源信号端耦合，其中容量为0.1μF第一电容器和容量为1μF的第二电容器并联，双电容的设置可以减小电容的等效电阻，去除电源的噪音干扰。

在本实施例中，请参阅图1和图2，还包括上拉电阻模块，3.3V电压的电源经上拉电阻模块与数字地信号端GND、时钟信号端CLK、命令信号端CMD、数据传输信号端（DAT1、DAT2、DAT3、DAT4）以及卡插入检测信号端NCD和写保护信号端WP耦合，其中上拉电阻模块中包含多个上拉电阻，每个上拉电阻选用10K，通过芯片手册查出的SD卡模块需要的电压和电流值，再结合具体电路可知，选用10KΩ可以拉高电平保证后续负载能够正常工作，并且减少了灌电流，使得功耗降低，并且使得输出足够稳定。

在本实施例中，请参阅图1和图2，还包括阻抗匹配电阻模块，第一贴片压敏电阻第一端与对应的所述时钟信号接收端SDCLK、命令信号接收端SDCMD、数据传输信号接收端（SDDAT1、SDDAT2、SDDAT3、SDDAT4）之间还串联有阻抗匹配电阻模块，阻抗匹配电阻模块设置有多个阻抗匹配电阻，每个所述阻抗匹配电阻选用22Ω的电阻，阻抗匹配电阻模块的设置是为了在SD卡接口电路中气道抑制信号突变时的瞬间电流，防止突变的电流对后续接口处的CPU产生一定的损坏，同时也是为了防止电流突变引起的信号失真。

本实用新型的优势在于：

在SD卡的数据传输信号端、时钟信号端、命令信号端和卡插入检测信号端分别与对应的数据传输信号接收端、时钟信号接收端、命令信号接收端和卡插入检测信号接收端都并联有贴片压敏电阻，尤其在数据传输信号端上的第一贴片压敏电阻上还并联有第一瞬态电阻抑制器；利用第一贴片压敏电阻的泄放较高瞬态电流的特性和第一瞬态电阻抑制器吸收残压，能够消除SD卡接口电路的静电损害，保证数据传输的快速和稳定；并且能够延长ESD1和TVS的使用寿命。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种SD卡静电保护电路，包括电源以及用于插接SD卡的卡槽，所述卡槽的信号端包括时钟信号端、命令信号端、数据传输信号端以及卡插入检测信号端，其特征在于，还包括第一贴片压敏电阻、第二贴片压敏电阻、第一瞬态电压抑制器；所述第一贴片压敏电阻第一端耦接于所述数据传输信号端与对应的数据传输信号接收端的连接点，所述第一贴片压敏电阻第二端接地，所述第一贴片压敏电阻还并联设置有第一瞬态电压抑制器；多个所述第二贴片压敏电阻第一端分别耦接于所述时钟信号端、命令信号端和卡插入检测信号端与对应的时钟信号接收端、命令信号接收端、数据传输信号接收端和卡插入检测信号接收端的连接点，所述第二贴片压敏电阻第二端接地。

2.根据权利要求1所述的一种SD卡静电保护电路，其特征在于，还包括电源信号端，设有第一电容和第二电容的双电容除燥电路，所述第一电容第一端、第二电容第一端耦接于所述电源与所述电源信号端连接点，所述第一电容第二端、第二电容第二端接地。

3.根据权利要求1所述的一种SD卡静电保护电路，其特征在于，还包括上拉电阻模块，所述上拉电阻模块输入端分别与电源耦接，输出端与命令信号端、数据传输信号端以及卡插入检测信号端耦接。

4.根据权利要求3所述的一种SD卡静电保护电路，其特征在于，所述上拉电阻模块中包含多个并联设置的上拉电阻，每个所述上拉电阻阻值为10KΩ，其中有命令信号上拉电阻、数据传输信号上拉电阻、卡接入检测信号上拉电阻，所述命令信号上拉电阻、数据传输信号上拉电阻、卡接入检测信号上拉电阻第一端与电源耦接，第二端分别与命令信号端、数据传输信号端以及卡插入检测信号端耦接。

5.根据权利要求1所述的一种SD卡静电保护电路，其特征在于，还包括阻抗匹配电阻模块，所述阻抗匹配电阻模块具有第一输入端和第一输出端，所述第一输入端分别耦接于所述第一贴片压敏电阻与所述时钟信号端、所述命令信号端、所述数据传输信号端的连接点；所述第一输出端分别与所述时钟信号接收端、命令信号接收端、数据传输信号接收端耦接。

6.根据权利要求5所述的一种SD卡静电保护电路，其特征在于，所述阻抗匹配电阻模块设置有多个阻抗匹配电阻，每个所述阻抗匹配电阻阻值为22Ω，其中有数据信号阻抗匹配电阻、时钟信号阻抗匹配电阻、命令信号阻抗匹配电阻；所述数据信号阻抗匹配电阻、时钟信号阻抗匹配电阻、命令信号阻抗匹配电阻的第一端分别与所述数据传输信号接收端、时钟信号接收端、命令信号接收端耦接；所述数据信号阻抗匹配电阻的第二端耦接于所述数据传输信号端和第一贴片压敏电阻的连接点；所述时钟信号阻抗匹配电阻的第二端耦接于所述时钟信号端和第二贴片压敏电阻的连接点；所述命令信号阻抗匹配电阻的第二端耦接于所述命令信号端和对应的第二贴片压敏电阻的连接点。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一种SD卡静电保护电路，其特征在于，所述第一贴片压敏电阻和第二贴片压敏电阻在此电路中选用的型号为MLVS0603M04。