为什么我们需要针对HDMI设计高浪涌保护？
绝大部分工程师在设计时，都会为HDMI接口加上ESD保护，这是因为HDMI接口经常裸露在外，并且对静电十分敏感。但与此同时，浪涌保护设计往往容易被忽略，而成为破坏系统的重要原因。
那么究竟什么是浪涌，以及为什么我们需要针对浪涌设计保护措施呢？广义上讲，浪涌就是电压或者电流在瞬间出现的超过峰值的现象。浪涌发生的时间往往很短，但剧烈的脉冲产生的能量往往会对系统产生极大的冲击。
针对HDMI接口，高浪涌形成的原因有很多，但最主要的因素来自于较长的HDMI线缆，以及闪电。这些因素产生的能量一般会比静电产生的要大，所以相对而言也更需要良好的保护。
那么有些同学会有疑惑，针对哪些应用场景的HDMI接口更可能面对如上所说的长线缆、闪电等造成的高浪涌的情况呢？我们就拿楼宇自动化监控作为例子，IP网络监控摄像头往往被安放在室内外的各个区域，所以需要同时对长线缆和闪电进行防护。当然，我们也会建议消费类产品，尤其是电视、笔记本电脑、电视机顶盒等，在设计的时候加入高浪涌防护。想像一下，在一些环境里，比如酒店以及某些私人住宅，人们会把HDMI接口安置在墙上，通过墙内走线到对应的设备，所以墙内的走线相对而言也会很长，这就需要浪涌保护来防止消费者使用长线缆导致HDMI接口损坏。
IEC-61000-4-5标准
IEC 61000-4-5是国际电气委员会（International Electrotechnical Commission）发布的关于浪涌保护的相关标准。你可以参考如下的图示来理解IEC对于静电IEC 61000-4-2和浪涌IEC 61000-4-5的标准的区别。静电现象相比而言有更高的电流尖峰，但是浪涌保护标准需要应对更长时间和更高能量的冲击，这也要求了更高等级的保护。
在此我们推荐TI的ESD204这颗物料，用来应对HDMI的高浪涌保护场景，具体的介绍如下：
ESD204介绍
ESD204是一种双向TVS ESD保护二极管阵列，可为HDMI和USB提供高达5.5A（8/20µs）的浪涌保护。ESD204的额定ESD冲击消散值达到了IEC 61000-4-2（4级）国际标准中规定的最高水平。
ESD204在实际HDMI保护中的表现
首先我们要测试增加了ESD204保护二极管以后，会不会对系统的信号传递产生影响。HDMI 2.0一致性测试包括测试VL，上升时间和下降时间，线对和线对内偏斜，差分电压，时钟占空比，时钟抖动，数据眼图和差分阻抗。
实验结果表明，ESD204通过了HDMI 2.0一致性测试的所有测试。这里的图2展示了测试眼图的结果。我们可以看到ESD204足够强大，足以支持保持HDMI信号完整性。
HDMI保护芯片对比
表1列出了我们推荐的三颗HDMI接口保护芯片，您可以作为对比参考。
表1：参数对比
从上表中可以明显看出，这三款不同的芯片都有它们各自的优势，也覆盖了不同的HDMI保护场景。
如果你对系统总电容要求很高，并且需要传输非常高速率的信号，那么低电容的TPD4E02B04会是很好的选择。另外，TPD4E02B04有DQA封装，可以帮助你更好的保持信号完整度。
当然，其实这三款芯片的电容都足以满足HDMI 2.0要求的信号速率传输标准。但如果您的系统对高电压非常敏感，那么ESD224会是您的好选择。因为ESD224有更低的钳位电压，可以在产生浪涌、静电时帮您把系统冲击电压钳在更低的位置。
至于本篇的主角ESD204，我们当然是推荐您使用在更高浪涌的场景。如之前所言，长线缆、闪电等因素都是高浪涌的潜在诱发因素。而ESD204针对IEC61000-4-5标准可以做到5.5A（8/20us）的防护，是HDMI等接口浪涌防护的不二选择。
本文转载自：TI E2E™ 中文支持论坛（作者：Eason Fang）
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