ESD靜電保護是指防止電子元件或器件在靜電場的作用下?lián)p壞的一種防護措施。防止靜電對電路造成損害,對于不同的應(yīng)用場景和電路設(shè)計,需要采取不同的ESD防護方法。關(guān)于整改ESD靜電保護的硬件技術(shù),對外接口處的整改方法如下:
1、對于USB接口的整改方法:在USB的信號線D+,D-可增加一個ESD芯片(如SRV05-4),電源線上增加一個TVS二極管保護,防止干擾。
在PCB布局上的一些建議:
2、對于電源布局的整改:如圖1所示,
圖1
DCDC電源布局,在電壓輸出端經(jīng)過電感,旁路電容和儲能電容的布局如圖,旁路電容C14、C13盡量靠近電感輸出,取電壓最好是經(jīng)過電容C12后取電。目的是電路可更好濾波,減少干擾。
3、所有通過電源線,信號線上的高頻旁路電容都盡量就近接地,以減小進入電路系統(tǒng)的ESD大電流,起到更好的吸收干擾的作用。
4、復(fù)位線,恢復(fù)出廠信號線,盡可能的短一點,因為越長的走線就越難承受ESD能量,故元器件的布局盡可能湊近以減短走線長度:若實在無法避免,線的兩邊盡量有地包裹,如圖2所示:目的是減少其他信號干擾,避免受到干擾,使芯片無故重啟。同時也可在電路上加電容,電阻,可增大內(nèi)阻,防止過大的干擾信號。
圖2
開關(guān)復(fù)位線布局也是同樣的原理,在電路上可加上一個π型濾波電路,如下圖圖3所示,可更好的消除外界干擾,防止芯片重置。
圖3
5、給芯片供電,電源走線盡量是先通過電容,在流向芯片,對芯片起到保護作用。如圖4所示
圖4
6、地線鋪銅,盡量避免直角,會導(dǎo)致放電路徑不一致,盡量使用拐角大于90°,直角尖會產(chǎn)生干,如圖5所示,
圖5
7、通訊線,先經(jīng)過保護器件,在經(jīng)過防雷管放電,防雷管就近接地,再經(jīng)過TVS放電,線盡量短,回路盡可能小,可快速消除干擾信號。在地線上加上Y電容,可快速放電,消除靜電。
圖6
8、MUC和其他芯片可以分開取電,避免相互干擾,可在電路上加LC濾波電路。電路如圖所示:
圖7
9、也可使用多層板,多層板可大大改善系統(tǒng)抵抗ESD放電的能力。將第一層接地平面盡可能靠近信號走線層,可使用ESD瞬態(tài)放電在到達走線時能很快抵消。
10、加隔離,電氣隔離也是抑制靜電放電沖擊的一種方法。在PCB上加隔離芯片或者光耦,變壓器等,以及結(jié)合截止隔離喝屏蔽可以很好抑制靜電放電沖擊。
總的來說,關(guān)于防止ESD靜電干擾的設(shè)計,電源平面,接地平面和信號線的布局是PCB ESD防護設(shè)計的重要措施之一。
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