安森美家庭娱乐专用电路保护方案

中心议题：

• USB相关器件
• 消费类HDMI、DisplayPort接口滤波及保护
• 开关控制器和稳压器
• 用于电源系统的EMI方案
• 微控制器、数字固件和电机驱动器

在网络连接、3D等新技术为家庭娱乐应用带来了全新用户体验的同时，电路保护方案显得日益重要，安森美针对家庭娱乐应用开发出一系列电路保护解决方案，在有效保护的同时，更能保证信号的完整性。

在网络连接、3D等新技术为家庭娱乐应用带来了全新用户体验的同时，家庭娱乐平台也迈向智能、节能的方向发展。在体现这一趋势进程中，半导体技术起到了无可替代的作用，提供了各种满足家庭娱乐应用的解决方案。作为高能效电子产品的首要高性能硅方案供应商，安森美半导体提供的丰富产品解决方案有助于家庭娱乐设备供应商为其产品增加新功能、新业务和新的用户体验，提升客户价值。

USB相关器件

安森美半导体的USB开关器件包括NLAS7242、NLAS4717EP、NLAS7213、NCN9252和NLAS8252等，主要功能是处理USB 2.0高速信号，具有3.0 V电压时6.5Ω的典型导通阻抗、500 MHz带宽，以及低串扰(250 MHz时为-45 dB)，采用业界最小封装。图2是NLAS7222A双SPDT和NLAS7213双SPST框图。



图1：NLAS7222A双SPDT和NLAS7213双SPST框图

USB负载开关提供用于USB主机的过流保护(OCP)。安森美半导体的相关产品有NCP380、NCP382单、双通道负载开关。这些器件可防止采用USB的设备端口因短路或过载事件而损坏，其短路检测时间仅为1微秒。这些器件具有精确的电流限制阈值、固定或可调电流限制(500 mA至2.1 A），支持在电流平板电脑充电，获得了UL和CB认证。



图2：NCP380、NCP382单、双通道负载开关

用于USB主机的过流和过压保护器件NCP373 ±28 V OVP负载开关可以防止Vbus输入±28 V过压，用可调电流限制(400 mA或1.3 A)为Vbus供电，符合IEC61000-4-2（4级）规范。

此外，还有针对消费产品的USB 3.0器件(ESD7008、ESD7104、ESD7004和ESD7L）。这些器件符合电容低于0.5 pF要求，提供最低0.15 pF的超低电容，采用穿越型(flow-through)布线，提供领先业界的低钳位电压。



图3：ESD7x04-0.3 pF，2层布线(左)，ESD7008 - 0.12 pF，1层布线(右)

消费类HDMI、DisplayPort接口滤波及保护

一种是四个高速对、多达6条额外接口线、低电容ESD +共模滤波器EMI4182，符合电容<0.5 pF和共模滤波要求，具有0.4 pF ESD保护、共模(CM)抑制（500 MHz为15 dB）、差模(DM)插入损耗（500 MHz为1.0 dB）、高速线路穿越型布线、业界领先的低钳位电压等特性。

下页内容：消费类HDMI、DisplayPort接口滤波及保护；用于电源系统的EMI方案

图4：EMI4182

此外还有四个高速对、多达6条额外接口线和低电容ESD的消费类HDMI、DisplayPort接口保护方案ESD7004和MG2040。后者是MediaGuard全集成方案，包括以太网保护(HDMI1.4)和反向驱动电流保护功能。

四个高速对、多达六条额外接口线、匹配内部阻抗ESD保护的PicoGuard ? XS CM1234可匹配100?Ω内部阻抗，零并联电感没有线缆引起的ESD电压尖峰，具有行业领先的低钳位电压。

安森美半导体还提供针对多种消费接口的滤波及保护解决方案，包括HDMI 1.2、HDMI1.3/1.4、DisplayPort V1.1、DisplayPort V1.2、VGA、DVI、USB2.0、USB3.0、eSATA1.0、eSATA2.0、eSATA3.0、1394-400、1394-800、以太网、快速以太网和千兆以太网等。

紧凑型智能卡接口NCN8024、NCN8025和NCN8025A具有兼容现有“收费电视”标准，集成了音序器、卡检测、时钟除法器，卡引脚高达8 kV ESD保护(人体模型)等功能。

开关控制器和稳压器

安森美半导体的开关控制器的关键特性包括宽输入电压范围、缓冲的外部高于1.25 V的电压参考、电源良好+启用/禁用引脚、外部同步和输出过压和欠压保护。根据型号不同，具有支持短路保护、高轻载能效、断续(hiccup)模式过流保护、双输出、无需补偿、PG/EN/SYNC功能、使用陶瓷输出电容、高开关频率、降压/升压/正前/反激、支持小PCB面积、支持隔离、PoE应用、集成开关等特性，详见下表。



表1：安森美半导体应用于家庭娱乐应用的开关控制器方案

线性和开关稳压分为电流<1A和5A两类，还有< 5A的开关稳压器，器件型号有数十种之多，适用于不同电流等级的应用，详见参考资料1。

用于电源系统的EMI方案

P6P82PS01A可配合PWM控制器抑制EMI，其主要特点包括：可无缝集成到现有的电源转换器设计当中，调节PWM控制器的现有RT或RT/CT节点阻抗，以减少电磁干扰；用户可选择控制关键扩频参数，以最有效降低EMI，实现灵活控制，确保不影响电压纹波和高效率等关键性能指标；降低整个频谱EMI达4至10 dB；减少或消除笨重昂贵的输入EMI电容。

P3P85R01A是以太网应用MII接口有源EMI解决方案，可降低1倍LVCMOS峰值EMI，输入频率范围为75-200 MHz，输出频率范围75-200 MHz；PLL旁路模式频率范围为100 Hz-200 MHz；另外还有模拟偏差选择、模拟输入输出延迟控制、模拟PLL输出延迟控制等功能。

P2042A是扩频用有源EMI抑制器件，可提供高达15 dB的EMI抑制；生成1倍低EMI扩频时钟输出；30-110 MHz输入/输出频率范围；可优化为32.5、54、65、74和108 MHz像素时钟频率；内部环路滤波可最大限度减少外部元件和电路板空间；支持大多数移动图形加速器和LCD时序控制器规格。

在机顶盒的DDR存储器EMI抑制应用中，使用P3P816711A可降低1倍LVCMOS峰值EMI，可30 MHz的输入参考时钟，并提供30 MHz ± 0.3％输出时钟。



图5：机顶盒应用的DDR EMI抑制

微控制器、数字固件和电机驱动器

安森美半导体还为家庭娱乐应用提供专业的超低功耗微控制器。这些器件具有超低消耗电流，在待机模式下低至0.02 μA，时钟计数模式下低至0.33 μA，正常模式下低至4 mA；1.8-5.5 V工作电压可用于USB、UART、SPI、I2C、智能卡I/F、曼彻斯、遥控器接收，以及A/D、D/A、PLL、稳压器、运算放大器、比较器、POR和LVD。公司并提供相关的開发工具。

用于扩展底座的iChief数字固件可以使用UART控制解决方案，通过USB将iPod和其它便携式媒体播放器连接到底座；将USB命令转换成UART命令的iAp，反之亦然，使之可以用UART命令控制USB数字音频。

小型电机控制电机驱动器的主要特点则包括集成的主动反激保护、热和UVLO故障检测，以及过流故障检测，适用于投影仪等产品。