暂时忘掉 USB，因为这些设备在更多的应用中有用，而不仅仅是 USB。首先，前两个示例中的二极管通常不是通用信号二极管或齐纳二极管。它们通常是专门设计的瞬态电压抑制器 (TVS) 二极管。

TVS 二极管有各种不同的风格，但有三个关键参数。首先，最大反向关态电压。这是工作电压。对于 USB，您需要非常接近 5V。接下来您要查看的是钳位电压。同样，USB 大约 5V。通常，随着钳位电压接近反向隔离电压，漏电流会显着上升。请注意这一点，以防它在您的应用程序中很重要。最后一个关键参数是峰值反向电流。确保它可以处理您要测试的标准。

在高速信号线（即 USB、HDMI、以太网等）上放置 TVS 二极管时，还有一件事需要注意。确保 TVS 二极管为低电容。有许多二极管和阵列适用于此目的，其电容约为 0.2pF。

我将直接跳到您的第二个示例，因为我们在这里讨论的是 USB。如果显示的二极管钳位在 5V 左右，并且正在尝试 TVS 二极管，则显示的方案将是合适的。常规齐纳二极管的速度不足以提供 ESD 保护。

在您的最后一个示例中，您质疑顶部节点是否连接到 Vbus，根据设备数据表，它不是。如果任何信号线上发生正 ESD 事件，TVS 就会钳位它。Vbus TVS 对电源轨具有更高的钳位电压。

你问，

Again, if all of this is mounted on a PCB, why might a sudden static discharge occur
and where might it originate?

潜在的问题是 ESD（静电放电）源自 PCB 外部，从 USB 连接器进入。用户可能将产品穿过地毯或其他 ESD 发生器，并用手指触摸 USB 连接器。即使有一根电缆插入 USB 连接器，它们也可能会接触到电缆另一端的连接器并通过 USB。

这不仅适用于 USB 连接器，而且适用于产品中的任何连接器——甚至是电源插孔。

当我们设计销售产品并对其进行 EMI/EMC（电磁干扰和兼容性）测试时，测试机构会在每个连接器上注入短暂的 8,000V (8kV) 低电流尖峰，然后测试该设备仍然可以正常工作。原理图中显示的设备旨在防止此级别或更高级别的放电。如果没有 ESD 保护，设备很可能无法通过此测试。

为什么要获得在测试实验室花费数千美元的 UL 认证？这是法律要求吗？不，但很多零售商，如沃尔玛，除非有 UL 标签，否则不会销售电子产品。在欧洲，相当于 CE 标志。