【应用】TWS蓝牙耳机天线、电池端充放电的ESD保护方案

时间： 2019-06-19 来源：世强

技术问答

伴随着苹果推出的AirPods，重新定义了耳机的穿戴形式，近两年来TWS耳机已被更多客户群体接受，越来越多的生产商也加入到这个行业，同步蓝牙芯片、硅唛、锂电池等主要方案也已慢慢成熟，使得TWS蓝牙耳机的生产量突飞猛进。但随时市场规模的形成，相关的检测规范也应运而生，本文介绍关于蓝牙耳机的ESD静电的防护问题，以下是蓝牙耳机的关键组成模块：

关于蓝牙耳机产品，高特半导体将针对ESD防护给出以下建议：

（一）针对蓝牙天线的ESD防护。

高特推荐产品：GESD0301BU，GESD0501BU

TWS耳机是通过蓝牙无线连接，两个耳机之间也没有连接线，且需要做到音频信号同步，不能出现延迟和音效失真。要达成此要求，除了选用优秀的蓝牙主控芯外，还需要注意蓝牙天线的布局，让两个耳机之间的信号传输做到同步。但是影响信号传输的原因可能有很多种，最不被关注的要数静电干扰了，因为这部分不起眼，通常会以为是人体接触才会产生静电对产品造成短路、失效、重启等故障，在信号受到干扰，往往排查原因的时候也会忽略静电感应造成信号失真的问题。

高特半导体一直以来致力于替用户解决线路保护问题，在此推荐蓝牙耳机开发生产者，在天线端增加ESD保护组件。针对这种小巧的电子设备，一是所需要的ESD组件的尺寸够小，以满足产品PCB的设计需求，二是避免干扰蓝牙信号的传输，寄生电容必须要小，不同的天线频段有不同的要求，通常使用在天线端的ESD防护组件寄生电容必须小于1pf，甚至更低。高特半导体推出极低电容ESD保护组件， GESD0301BU及GESD0501BU，封装DFN1006（1.0*0.6*0.5mm），两款产品的寄生电容只有0.2pF，适用于天线的ESD防护，确保信号快速通过，防护静电干扰减少延迟损耗，超低寄生电容还能确保传输的完整度，避免传输过程中受到的ESD干扰而造成音频失真。

蓝牙耳机天线上ESD防护示意图

另外，在选型的时候，要关注到产品所适用的最大工作电压及单向或双向特性的问题，需要考虑信号上下摆动时的最高及最低电压，避免信号传输过程受到影响，还有就是ESD组件的钳位电压，要求必须够低，除了在ESD事件发生时，能有效保护线路免遭静电放电冲击而造成的永久伤害，还能确保信号免受干扰。

（二）针对电池端的充放电保护

高特推荐产品：GESD8D5V0，GESD5Z5V0.

TWS是由两个独立的左右耳机组成，可以单独使用，所以产品里都内置了小的锂电池包，通过充电仓携带移动电力持续供能，耳机末端有接触PIN点，只要将没电的耳机放回充电仓，就能开始充电工作。但是耳机上的接触PIN点是直接裸露在空气中的，在用户佩戴时，还跟人体接触，所经受的ESD环境更恶劣，且充电时候热插拔造成的瞬间冲击也不容小觑。

高特半导体建议在TWS耳机的充放电接触PIN点的附近放置ESD防护器件，GESD8D5V0，封装DFN1006，有效防护充放电时造成的瞬间电流冲击，还能防护在拿取耳机时因为人体静电造成的伤害。

电池端ESD防护示意

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远风 Lv7. 资深专家 2020-10-19

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型号- GESD0502L,FR106W,US2DBF,SMAFJ220A,RS2ABF,US2DF,SMAFJ440CA,FMB10F,US2DB,SMCJ440CA,GBLC03CW,RB521M9-30,FMB2F,MB120F,SMAJ5.0,GT2060CT,GSM24C,SS120F,RS3BBF,S5JBF,FR107W,GT4045CT,ES2JBF,FMB1F,S2MB,S2MF,DS26W,US2BB,GSRV05-4,HFD15S60D2,US2BF,GESD0504P,SSL310B,TB10S,GESD0504F,TB34S,GESD0504D,MSB40M,GSD15S60SL,TB120S,MSB40K,MSB40J,SMF5.0A,RS5DBF,SSL310F,SB1045L,SS320BF,MSB40D,MSB40G,GBLC03CI,MSB40B,DS24W,SS26,SS24,S2GBF,SU545B,SS22,FTB6S-10,SSL545BF,MB26F,HFD08S120,SS32,SS26F,SMBJ5.0,GBLC12CI,RS3DBF,US2AB,MBR20H150CT,SS16,SS14,SS12,MBR20H100FCT,US2AF,US5KBF,SSL510BF,MB210F,SS210B,SS210F,GSD5V100Z,SS8550,SS220BF,DS22W,ES1GBF,GSD05,GSD03,MB24F,GT3045FCT,SS54,SS52,US3GBF,SS36,SS34,HFD08S120D2,MB1F-10,FTB10S-10,GSD15,GSD12,GT20100FCT,GBLC03C,DS210W,BAV20WS,SMCJ5.0,GESD0502TL,GESD5Z24,ES3GBF,S2ABF,SSL510F,SSL510C,GSD24,SSL510B,SS520BF,TB16S,GESD3Z5.0BL,SS215BF,BAT54S,SS56,RS1KBF,US5MBF,GESD5Z12,SMF220CA,SSL54,GSD36,SSL56,BAT54C,BAT54A,US2MF,US2MB,1N5818W,MMBZ12VAL,DS212W,ES1EBF,US2JF,US2B,US2A,US2K,US2J,US2G,US2D,RS2AB,US2JB,SS320C,SS320B,GT30150CT,RS2AF,SS320F,US2M,TB18S,1N5817W,SS212B,DS320W,RS3MBF,US1B,US1A,GESD5Z7.0,S3BBF,US1J,US1G,US1D,SS212F,US2KF,US1M,GT3045CT,US1K,US2KB,SMBJ5.0C,SS520B,SSL26,ES3EBF,US2JBF,HFD10S60,SSL24,SSL25,FTB4S-10,SMBFJ440A,SS520C,TB36S,SS520F,ES2DBF,DS120W,GBLC24C,US3D,US3B,US3A,US3K,US3J,US3G,HFD06G40Z,US3M,1N5819W,ES1CBF,S5AB,SS215B,RS1MBF,SS215F,TB14S,S3DBF,US2GF,RS5BBF,GESD5Z5.0,GESD3Z12,US3KBF,SSL34,GSD10N60SL,SSL36,US2GB,SSL510,SS512B,SS512C,SS515,GT30100FCT,RS2GB,MBR20H200CT,SB560U,SS510,SS512,SB560L,RS2GF,SS512F,ES1KW,ES1JW,S5BB,RS5MBF,MBR10H150FCT,GT4060CT,SS24BF,RS1GBF,S5BBF,SSL210,GSR05LC,US5ABF,HFD08S60D2,SS510B,SS510C,1N4001W,S3AF,S3AC,SMBFJ5.0CA,S3AB,ES1JB,ES3DBF,ES1JF,US2KBF,GESD3Z7.0,SB340L,SS52F,SS52B,GESD5Z5.0L,SS510F,SS52C,1N4002W,ES2CBF,S5DB,GESD5Z3.3,SS520,GSD10E100TSL,ES1GW,SMF220A,MBR20H100CT,1N4003W,ES5DBF,SB540U,SSL24F,ES1GF,SS315BF,SB540L,S3DB,S3DC,MBR20H200FCT,ESD5Z5.0C,SSL25F,GBLC08C,GESD0301NA,S3BF,1N4004W,GSM08,S3BB,S3BC,GSM05,GSM03,S5DBF,ES1GB,SMBJ440CA,SS22BF,ES3JF,GSD08C,S5GB,RS2BB,RS2BF,GBLC05C,S1AF,GSM18,1N4005W,ES1EW,US2MBF,ES3BBF,GSM15,RS2JBF,ES3JC,GSM12,S8050,ES3JB,GESD3Z5.0,ES1EB,ES1EF,S5JB,GSD05C,HFD10S60F,GESD0501SA,SS515F,DS215W,GESD2201-33,S3DF,ES1DW,SS515B,RS2DB,SS515C,1N4006W,ES2ABF,RS3KBF,GSM24,HFD08S60,ES1DB,ES1DF,RS2DF,RB551V-30,US5BB,ES1CW,SS110,1N4007W,SS112,GSM36,US5BC,SS115,ES1CB,GSD03C,ES3GB,ES3GC,ES1CF,ES3GF,SS34B,SS34C,SS34F,MMBTA44,S1BF,GESD5B5CL,S3KBF,GESD5B5CM,ES1BW,GT1060CT,GESD5B5CU,FMSB40K,FMSB40J,ES1BB,FMSB40M,ES5JC,ES1BF,ES5BBF,BAV99DW,S3GF,FMSB40B,S3GC,FMSB40D,FMSB40G,S3GB,S5KB,ES1C,GESD2203-25,SSL26F,RS2DBF,ES1D,ES1E,ES1G,GBLC08CI,ES1J,ES1AW,ES5JB,GESD3Z3.3,ES3EB,ES3EC,MMSZ52XXB,ES3EF,ES1AB,SS36C,S3JF,ES1AF,SS36F,SS12F,ES2A,MMBD4148SE,S3JB,ES2B,S3JC,ES2C,MBR10H150CT,S5MBF,US3ABF,S1DF,GSM08C,US5AB,US5AC,SMAJ440CA,S5MB,ES3DB,ES3DF,ES3DC,SS120,GSD10M45SL,TB310S,ES1A,ES1B,GSM05C,ES3E,RS2KB,ES3G,BAV19W,MMBTA94,ES3J,RS2KF,US2BBF,SS310,SS312,SS315,ES5GB,ES5GC,ES3CB,ES3CC,ES3CF,SS54B,SS54C,SS54F,ES2D,ES2E,US5GBF,RS2JB,RS5KBF,ES2G,FTB8S-10,GESD5B3CM,HFD08S15S120D2,ES2J,RS2JF,GSD24C,S3KB,SMBFJ5.0A,ES3BC,ES3BB,S3MBF,S1GF,ES3BF,ES3A,S3KF,ES3B,SS8050,GESD5Z3.3L,S3KC,ES3C,ES3D,SMBJ440A,RS2MF,GSM03C,S2JBF,RS2MB,SB360L,ES3AB,ES3AC,SSL310BF,ES5EB,ES5EC,ES3AF,SS56B,SS56C,SS32B,SS32C,S1JF,SS56F,SS32F,SS320,GSD10N45SL,SMAFJ5.0A,SMCJ5.0C,RS3GBF,S3MC,SSL345BF,S3MB,SS515BF,ES5DC,ES5DB,S3MF,LESD3Z5.0C,GT10100FCT,US1BF,US5JC,DS16W,GESD3B5CM,MB10F,SSL210F,RS1G,RS1D,RS1B,ES5CB,SB3100L,ES5CC,GT1060FCT,RS1A,RS1M,US5JB,GSM12C,RS1J,SMF5.0CA,MMBT2907A,RS1K,US1AW,US3GF,S3GBF,US3GB,US3GC,MM5ZXXXC,SSL345F,SSL345B,ES5BB,MM5ZXXXB,GESD0301BL,US5KB,ES5BC,US5KC,US1BW,S1KF,S2DBF,US3DC,DS14W,US3DF,US3DB,RS3A,SS52BF,TB2S-10,RS3G,RS3D,MB110F,RS3B,GBLC15CI,ES5AB,RB520S-30,ES5AC,RS3M,RS3J,RS3K,GSM36C,SB3100U,BAV19WS,RS3ABF,GSD20T60SL,SS210BF,US1AF,MMBZ15VAL,TB2S-20,RS2G,S1MF,GSD1060SL,MB220F,RS2D,GT10100CT,RS2A,RS2B,RS2M,RS2K,RS2J,DS36W,US3BB,US3BC,DS12W,HFD08S15S120,US3BF,MB14F,MMSZXXXB,SS14F,MMSZXXXC,SS112F,TB110S,MSB30M,RS1ABF,MSB30J,US5GB,MSB30K,US5GC,RS5GBF,MSB30G,MSB30B,MMBZ27VAL,MSB30D,TB220S,US5DB,ES3JBF,US5DC,DS34W,RS2BBF,RB521S-30,TB1S-10,SS16F,SS110F,US5JBF,US3AB,US3AC,S5KBF,GESD0501BU,HFD15S60F,US3AF,GESD3B3CM,MB115F,SS220B,GBLC24CI,SS220F,TB1S-20,SMBFJ440CA,GESD0801S,MB10F-10,ES1DBF,GBLC15C,GT1045FCT,MBR10H200CT,GESD0801M,GESD9Z3.3L,DS32W,ES5JBF,TB1S,RS3AB,SS310C,SS310B,US1JF,RS3AF,RS3AC,SS310F,GBLC0301CW,DS112W,GESD0801PB,GT1045CT,RS5ABF,MMBD4148CA,US1KW,MMBD4148CC,US3JBF,US1JW,RS2MBF,RS5DB,RS5DC,HFD08S60F,US1KF,MB6F-10,US2GBF,GESD3Z3.3BL,DS115W,SMAJ440A,RS5GB,TB4S-20,SS312BF,MB16F,US1GW,RS5GC,SSL36BF,ES2GBF,MMBZ6V2AL,TB2S,RS1JBF,HFD08S120F,TB4S-10,RS3BB,RS3BC,US3MF,SS115F,RS3BF,US3MB,US3MC,S8550,ES1BBF,US3JF,SMCJ440A,US3JB,US3JC,RS5AC,TB24S,RS5AB,SS315B,SS26BF,SS315F,US3KF,US1GF,SS315C,GESD0501MA,TB4S,RB521SM9-30,GBLC12C,US3KB,US3KC,GESD0301BU,US1DF,S1A,DS220W,SS312C,SS312B,S1B,S1D,S1G,GSM712,GESD2105L,S1K,S1J,S1M,S2BBF,MMBT2222A,SS312F,MBR10H200FCT,SS310BF,

选型指南 - 高特 PDF 中文下载

GoalTop (高特) ESD防护器件产品介绍

描述- ESD Protection Device Presentation

型号- GESD0801S,SR05,PESD1CAN,GESD0566P,CDSOT23-TXXC,GESD0801M,CDSOD323-SDXXC,PESD5V0F1BL,PSOTXXC,PESD5V0F1BSF,PESD5V0V1BL,UCLAMP0521P,GESD081302,AZ1065-06F,NUP2105L,PSM712,AZC199-04S,GBLCXXCI,ESD5ZXXXT1G,GESD5B5CL,GESD0801PB,AZ2015-02S,ESDR0524P,PESD5V0L1BSF,GSMXX,GSDXXC,GESD5ZXXX,GSR05LC,PSDXXC,SDXX,AZ1045-04F,GESD2203-25,CD143A-SR05,IP4181/3CZ,RCLAMP0524P,UCLAMP2512T,RCLAMP0504S,PRTR5V0U2X,GSM712,AZ2225,GESD2105L,SM712,GESD0524P,GESD0504P,GSDXX,GESD0504D,ESD7951,GESD0501SA,SDXXC,GESD2204-25,GESD2201-33,RCLAMP2574N,RCLAMP3304N,AZ2015,AZ1015-02N,PSDXX,CDDFN10-0524P,PRTR5V0U4D,PSR05,RCLAMP0504P,PESDXXXL1BA,SMXX,CDSOD323-TXXLC,CDSOT23-SM712,PESD5V0U1BB

商品及供应商介绍 - 高特 PDF 中文下载

【产品】国产双向24V低容ESD防护器件GSM24T3C，采用SOT-323小型封装

高特微电子的浪涌型防护二极管（ESD防护器件）GSM24T3C，设计用于保护寄生敏感系统免受过电压和过电流瞬态事件。其工作电压为24 V，IPP在4A的条件下钳位电压最大仅有50V，工作电压下仅有1μA的超低漏电电流，符合61000-4-2与61000-4-4的防护标准。

产品发布时间 : 2023-09-22

【选型】超低电容tvs管是RF天线ESD防护器件的首选

射频电路不仅要考虑ESD安全，还要注意RF性能，不能因为用了ESD器件后，就不管RF天线和RF器件之间的阻抗匹配，同样会使得系统失配，进而影响系统性能甚至安全。我们知道，ESD防护器件比如二级管都是有寄生电容的，该电容在RF电路中有其等效电阻。因此，超低电容的tvs管是RF天线的首选，以高特半导体的GESD0501BU为例，其电容仅有0.25pf。

器件选型发布时间 : 2019-07-10

【产品】国产5V低容ESD防护器件GESD5B5CL，工作电压下低漏电电流仅2μA

高特微电子的静电防护二极管（ESD防护器件）GESD5B5CL，设计用于保护寄生敏感系统免受过电压和过电流瞬态事件。其工作电压为5V，IPP为8A，钳位电压最低可达9V，工作电压下可达2μA的低漏电电流。

产品发布时间 : 2021-11-17

【产品】国产双向5V低容ESD防护器件GESD0502TCN，采用SOT-23小型封装

高特微电子的浪涌型防护二极管（ESD防护器件）GESD0502TCN，设计用于保护寄生敏感系统免受过电压和过电流瞬态事件。其工作电压为5 V，IPP在6A的条件下钳位电压最大仅有12V，工作电压下仅有1μA的超低漏电电流。

产品发布时间 : 2023-09-21

【选型】高特（GoalTop）ESD防护器件选型指南

目录- ESD防护器件

型号- GESD0502L,LESD3Z5.0C,GESD0801S,GBLC15C,GBLC03C,GESD3B5CM,GSM36,GBLC03CW,GESD3Z3V3BU,GESD0502TL,GESD5Z24,GESD9Z3.3L,GESD0809V,GSD03C,GSD24,GSD20,GBLC15I,GBLC03I,GESD0501BL,GSM12C,GSM24C,GSD15C,GBLC0301CW,GESD5B5CL,GESD0801PB,GESD5B5CM,GESD5Z2.5,GSM05OC,GESD0302TL,GESD0801S-15,GESD0801S-12,GESD5Z12,GESD0301L,GESD5B5CU,GSD20C,GSD36,GSR05LC,GESD0301BL,GESD8D5V0,MMBZ12VAL,ESD5Z15V,GSRV05-4,GBLC08CI,GSM15QC,GESD0302L,GESD0504P,GESD3Z3.3,GESD3Z7.0,GESD0504F,GBLC15CI,LESD5Z5.0C,GESD5Z5.0L,GSM36C,MMBZ6V2AL,GSM08C,GESD0501OC,GESD5Z7.0,GESD5Z3.3,MMBZ15VAL,GESD0701OC,GESD8D8V0,GBLC03CI,GSM05C,GESD3Z3.3L,MMBZ18VAL,ESDB5.0CM9,GESD0504TL,GSM20C,ESD5Z5.0C,GBLC12CI,GBLC08C,GESD0301NA,GESD5B3CM,GSM08,GSM18C,GBLC08I,GBLC24C,GSM05,GESD0501MA,GSM03,GSD24C,GSD36C,GSD12C,GBLC12C,GESD8D3V3,GSD08C,GESD2401QC,GBLC24I,GBLC12I,GESD5Z3.3L,MMBZ27VAL,LESD5Z3.3C,GESD0301BU,GSM03C,GSM15C,GBLC05C,GESD0501CU,GSM12OC,GSM18,GSM15,GSM712,ESDB3.3EM9,GESD1201OC,GESD2105L,GESD0524P,GSM12,GSM20,GESD3Z5V0BU,GESD3Z5.0,GSD05,GSD03,GBLC05I,MMBZ5V6AL,LESD5Z2.5C,GSD05C,GESD0501L,GESD0501SA,GSM24QC,GESD3Z5.0L,GSL05,GESD0501BU,GESD0501Q,MMBZ6V8AL,GESD5Z36,GESD5Z5.0,GSM24,GESD3Z12,GESD9Z5.0L,GSD08,GESD3Z8.0C,GSD15,GESD8D12V,GSD12,GESD0524SP,GESD3B3CM,GBLC05CI,GBLC24CI,GESD0501CM,GSD18C

选型指南 - 高特 PDF 中文下载

【产品】8通道5V超低容ESD防护器件GESD0508P，提供高达25kV的ESD保护，采用DFN3810-9L封装

高特微推出了8通道5V超低容ESD防护器件—GESD0508P，用于在USB、LVDS、千兆以太网、HDMI和其他计算接口中防止静电放电和浪涌瞬态电压。该新器件为八条轨对轨数据线提供保护，使其最适合于电路板空间最小的应用场景。

产品发布时间 : 2023-06-04

【产品】国产单向5V超低电容大功率ESD防护器件GESD0554S，采用SOT-23-6L小型封装

高特微电子的浪涌型防护二极管（ESD防护器件）GESD0554S，设计用于保护寄生敏感系统免受过电压和过电流瞬态事件。其工作电压为5 V，IPP在25A的条件下钳位电压最大仅有25V，工作电压下仅有1μA的超低漏电电流，符合61000-4-2与61000-4-4的防护标准。

产品发布时间 : 2023-09-20

【产品】高特微国产单向3.3V超低电容ESD防护器件GESD0302TL，SOT-23小型封装，工作电压3.3V

高特微电子的浪涌型防护二极管（ESD防护器件）GESD0302TL，设计用于保护寄生敏感系统免受过电压和过电流瞬态事件。其工作电压为3.3V，IPP在4A的条件下钳位电压最大仅有14V，工作电压下仅有0.1μA的超低漏电电流，符合61000-4-2与61000-4-4的防护标准，静电防护能力可达空气放电±20KV，接触放电20KV。

产品发布时间 : 2023-07-04