从结构上来防ESD
结构上最主要的是避免出现缝隙,如果实在没办法尽量减少缝隙,一旦有缝隙就有可能击穿空气放电.外壳最好使用一种材料,上下盖之间要有重叠,如果生产上允许尽量使用密封胶。
当产品结构上出现缝隙时, 将敏感信号的线束、 器件远离缝隙。
从原理图上来防ESD
原理图上防ESD 主要是从传导的角度来防ESD, 其主要的方法有“疏” 和“堵”.
所谓的“疏”就是尽快让静电产生的瞬态干扰通过旁路到地。主要的器件有电容,TVS管,压敏电阻。所谓的“堵”就是通过电阻堵住干扰,当然电阻太小可能没有作用,电阻太大可能会影响信号质量,所以“堵”只能起到辅助作用,锦上添花。
ESD防护第一招一电容
看到ESD防护,工程师第一个想到的是电容,为什么选电容?便宜便宜便宜,好用好用好用。其优点显而易见。选一个合适的电容,一劳永逸,另外电容还可以抑制干扰和抗干扰的作用, 真是万金油啊。 但电容也不是万能的, 高速信号就不能用。
ESD防护第二招TVS管
TVS 是一种二极管形式的高效能保护器件, 利用 P-N结的反向击穿工作原理, 将静电的高压脉冲导入地.TVS 管主要的失效模式主要是短路, 但通过的电流太大时,也可能造成破坏而开路。TVS管有单向和双向两种.单向的有点像稳压二极管,双向的特性有点像两个稳压二极管反向串联。主要关注其反向断态电压,击穿电压,脉冲峰值电流,正向导通电压等。TVS管的响应时间是ns级。 响应还是挺快的,一般用于高速信号, 但是价格有点小贵,不要经常用。
ESD防护第三招一压敏电阻
压敏电阻的电阻材料是半导体,当压敏电阻两端电压小于其压敏电压时,压敏电阻相当于10Mohm以上绝缘电阻,当在压敏电阻两端加大于压敏电压的过电压时,压敏电阻的电阻快速下降,从而把电荷快速导走,从而有效保护电路中的其他器件.压敏电阻采用的是物理吸收原理, 因此没经过一次 ESD 防护就伤一次, 可谓防护 ESD里面的拼命三郎. 响应时间一般是us级, 比TVS 管慢, 但是比较便宜.个人不太喜欢。
ESD防护第四招一电阻
电阻就如上面说的,不能做主角,只能帮帮忙,比如你加了电容,但是电容又不能再大,需要满足8kV,7kV却挂了,在这种差一口气的时候,说不定电阻就能助你一臂之力。
ESD防护第五招一芯片
所有的防护其实归根到底都是为了保护后面的芯片,因为芯片防ESD能力一般只有IkV~2kV,试想一下如果哪天芯片能抗25kV了,那还要什么防护器件,当然目前来说不太可能。但是从2kV提高到4kV是可以试试看的,如果芯片防ESD能力提高了, 你前面需婴考层的也就少了。
从PCB板上来防ESD
PCB板第一个要做的就是要让前面原理图上设计的防护器件真正发挥作用。不要明明原理上可以防住ESD的,因为走线不好而没有效果。走线上面那是老生常谈的问题,有经验的Layout工程师一般都会, 除非粗心大意了。 无外乎就是防护器件要靠近端口放, 防护器件的地的走线粗而短等等。PCB布线还要考虑的不够强壮的信号走线千万不要放在PCB边缘或者挨着缝隙的地方, 放在那里基本上就找死。内层走线也许是最省心的办法, 弱信号全程包地也是不错的选择。
本文转载自： 志博PCB
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