一种工业用HDMI接口防浪涌方法、系统以及测试方案与流程

本发明涉及工业用hdmi接口防浪涌，尤其涉及一种工业用hdmi接口防浪涌方法、系统以及测试方案。

背景技术：

1、hdmi(high definition multimedia interface)高清多媒体接口因其全数字化、高速传输音视频信号传输特性，在当今的高清显示领域应用越来越广，包括高清数字机顶盒、电视机、游戏主机、个人计算机，甚至工业控制领域的大屏高清监控显示领域也得到应用。

2、相对家用环境，工业控制环境中的各种电磁干扰如静电、浪涌等更加严重，当工业环境中一些高功率负载设备启停、或故障时易产生诸如eft/b(electrical fasttransient/burst电快速瞬变脉冲群干扰)、浪涌等干扰，或者监控设备启动时电源也会产生浪涌电流，这些干扰通过通信线缆到达hdmi接口、再进入pcb内部时，易引起hdmi芯片控制电路的误动作或不可恢复性的损伤，从而导致监控显示异常，影响正常功能的使用。

3、当前针对hdmi端口的浪涌防护方案是基于整机电源口的浪涌注入来间接进行评估设计的，并未通过hdmi端口直接注入低压浪涌来直接评估hdmi端口的防护能力、进而设计防护方案，所以会存在整机电源注入浪涌测试评估时hdmi设备无异常，但实际使用时依然会存在hdmi设备因浪涌类干扰造成显示异常或器件损坏。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对背景技术存在的技术问题，提出一种工业用hdmi接口防浪涌方法，包括如下步骤：

2、设置多路tvs组型器件，将hdmi端口处的信号走线端以及电源走线端分别与多路tvs组型器件连接，并通过tvs组型器件对地连接；

3、设置共模电感滤波器l，将多路tvs组型器件与共模电感滤波器l连接，以实现hdmi端口与共模电感滤波器l的连接。

4、进一步地，还包括hdmi驱动芯片，hdmi接口防浪涌方法还包括如下步骤：

5、将共模电感滤波器l与hdmi驱动芯片连接，以实现hdmi端口与hdmi驱动芯片的连接。

6、进一步地，多路tvs组型器件包括第一瞬态抑制二极管tvs1、第二瞬态抑制二极管tvs2、第三瞬态抑制二极管tvs3以及第四瞬态抑制二极管tvs4；

7、共模电感滤波器l包括第一共模滤波电感l1、第二共模滤波电感l2、第三共模滤波电感l3、第四共模滤波电感l4、第五共模滤波电感l5以及第六共模滤波电感l6；

8、hdmi接口防浪涌方法还包括如下步骤：

9、将hdmi端口的data2+引脚、data2-引脚、data1+引脚、data1-引脚分别与第一瞬态抑制二极管tvs1一侧的引脚连接，将第一瞬态抑制二极管tvs1另一侧的引脚分别与第一共模滤波电感l1的一端以及第二共模滤波电感l2的一端连接，将第一共模滤波电感l1的另一端以及第二共模滤波电感l2的另一端分别与hdmi驱动芯片连接，同时使第一瞬态抑制二极管tvs1接地；

10、将hdmi端口的data0+引脚、data0-引脚、clk+引脚、clk-引脚分别与第二瞬态抑制二极管tvs2一侧的引脚连接，将第二瞬态抑制二极管tvs2另一侧的引脚分别与第三共模滤波电感l3的一端以及第四共模滤波电感l4的一端连接，将第三共模滤波电感l3的另一端以及第四共模滤波电感l4的另一端分别与hdmi驱动芯片连接，同时使第二瞬态抑制二极管tvs2接地；

11、将hdmi端口的cec引脚、scl引脚、sda引脚、hpd引脚分别与第三瞬态抑制二极管tvs3一侧的引脚连接，将第三瞬态抑制二极管tvs3另一侧的引脚分别与第五共模滤波电感l5的一端以及第六共模滤波电感l6的一端连接，将第五共模滤波电感l5的另一端以及第六共模滤波电感l6的另一端分别与hdmi驱动芯片连接，同时使第三瞬态抑制二极管tvs3接地；

12、将hdmi端口的电压输出引脚以及接地引脚分别与第四瞬态抑制二极管tvs4两侧的引脚连接，同时使第四瞬态抑制二极管tvs4接地。

13、进一步地，还包括电阻r，hdmi接口防浪涌方法还包括如下步骤：

14、将电阻r一端与hdmi端口处的信号走线端连接、另一端与路tvs组型器件连接。

15、进一步地，电阻r为排阻，排阻内设置有四颗电阻单元，电阻r包括第一排阻r1、第二排阻r2以及第三排阻r3，hdmi接口防浪涌方法还包括如下步骤：

16、将第一排阻r1设置在hdmi端口以及第一瞬态抑制二极管tvs1之间；

17、将第二排阻r2设置在hdmi端口以及第二瞬态抑制二极管tvs2之间；

18、将第三排阻r3设置在hdmi端口以及第三瞬态抑制二极管tvs3之间。

19、进一步地，本发明还提供一种工业用hdmi接口防浪涌系统，应用于本发明的一种工业用hdmi接口防浪涌方法，工业用hdmi接口防浪涌系统包括hdmi端口、hdmi驱动芯片、多路tvs组型器件以及共模电感滤波器l，hdmi端口与多路tvs组型器件连接，多路tvs组型器件与共模电感滤波器l连接，共模电感滤波器l与hdmi驱动芯片连接。

20、进一步地，多路tvs组型器件包括第一瞬态抑制二极管tvs1、第二瞬态抑制二极管tvs2、第三瞬态抑制二极管tvs3以及第四瞬态抑制二极管tvs4；

21、共模电感滤波器包括第一共模滤波电感l1、第二共模滤波电感l2、第三共模滤波电感l3、第四共模滤波电感l4、第五共模滤波电感l5以及第六共模滤波电感l6：

22、hdmi端口的data2+引脚、data2-引脚、data1+引脚、data1-引脚分别与第一瞬态抑制二极管tvs1一侧的引脚连接，第一瞬态抑制二极管tvs1另一侧的引脚分别与第一共模滤波电感l1的一端以及第二共模滤波电感l2的一端连接，第一共模滤波电感l1的另一端以及第二共模滤波电感l2的另一端分别与hdmi驱动芯片连接，第一瞬态抑制二极管tvs1与大地连接；

23、hdmi端口的data0+引脚、data0-引脚、clk+引脚、clk-引脚分别与第二瞬态抑制二极管tvs2一侧的引脚连接，第二瞬态抑制二极管tvs2另一侧的引脚分别与第三共模滤波电感l3的一端以及第四共模滤波电感l4的一端连接，第三共模滤波电感l3的另一端以及第四共模滤波电感l4的另一端分别与hdmi驱动芯片连接，第二瞬态抑制二极管tvs2与大地连接；

24、hdmi端口的cec引脚、scl引脚、sda引脚、hpd引脚分别与第三瞬态抑制二极管tvs3一侧的引脚连接，第三瞬态抑制二极管tvs3另一侧的引脚分别与第五共模滤波电感l5的一端以及第六共模滤波电感l6的一端连接，第五共模滤波电感l5的另一端以及第六共模滤波电感l6的另一端分别与hdmi驱动芯片连接，第三瞬态抑制二极管tvs3与大地连接；

25、hdmi端口的电压输出引脚以及接地引脚分别与第四瞬态抑制二极管tvs4两侧的引脚连接，第四瞬态抑制二极管tvs4与大地连接。

26、进一步地，还包括电阻r，电阻r一端与hdmi端口处的信号走线端口连接、另一端与路tvs组型器件连接。

27、进一步地，电阻r为排阻，排阻内设置有四颗电阻单元，电阻r包括第一排阻r1、第二排阻r2以及第三排阻r3，第一排阻r1设置在hdmi端口以及第一瞬态抑制二极管tvs1之间，第二排阻r2设置在hdmi端口以及第二瞬态抑制二极管tvs2之间，第三排阻r3设置在hdmi端口以及第三瞬态抑制二极管tvs3之间。

28、进一步地，本发明还提供一种hdmi接口防浪涌测试方案，应用于本发明的一种工业用hdmi接口防浪涌方法，hdmi接口防浪涌测试方案包括如下步骤：

29、测试时通过cdn-耦合去耦网络直接注入hdmi端口，以实现对hdmi接口进行防浪涌测试。

30、与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：因本发明的方法以及系统设置有多路tvs组型器件，多路tvs组型器件可对瞬态干扰进行旁路泄放、并将信号线以及电源线上的电压钳位在较低水平，同时后端的共模电感滤波器l1～l6也可对残留的共模干扰进行进一步的抑制，此种设计方案可将hdmi端口的浪涌防护能力提升至30v(低压浪涌直接注入)，对应的整机电源端口的测试耐压等级也可达到1kv。

31、进一步地，因本发明的方法以及系统还设置有电阻，瞬态大电流浪涌干扰经过电阻的限流作用后可有效降低，再经端口处后一级的瞬态抑制二极管tvs1～tvs4，可进一步对瞬态干扰进行旁路泄放、并将信号线上的电压钳位在较低水平，最后端共模电感滤波器l1～l6也可对残留的共模干扰进行进一步的抑制，此设计方案进一步提升了hdmi端口的防护等级，将hdmi端口的浪涌防护能力提升至50v(低压浪涌直接注入)，对应的整机电源端口的测试耐压等级也可达到2kv，符合了工业应用场景的抗干扰规格需求。

32、综上，本发明的方法以及系统对hdmi端口的防护电路进行优化，实现hdmi端口的防护能力提升；基于浪涌干扰的机制，利用通用的tvs类防护器件的泄放、钳位功能的同时，额外增加电阻类限流措施，低成本实现hdmi端口防护能力的提升；从最初10v浪涌注入时即出现显示异常的低抗干扰性，提升至50v浪涌注入也无任何显示异常。