技術總結!關於整改ESD靜電保護的設計及建議

2023年08月29日14:03:21 財經 9052

一、對外介面處的整改方法

對於USB介面的整改方法:在USB的信號線D+,D-可增加一個ESD晶元(如SRV05-4),電源線上增加一個TVS二極體保護,防止干擾。

二、在PCB布局上的一些建議

對於電源布局的整改,如圖1所示:

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1、DCDC電源布局,在電壓輸出端經過電感,旁路電容和儲能電容的布局如上圖,旁路電容C14、C13盡量靠近電感輸出,取電壓最好是經過電容C12後取電。目的是電路可更好濾波,減少干擾。

2、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的ESD大電流,起到更好的吸收干擾的作用。

3、複位線、恢復出廠信號線要儘可能短。因為越長的走線就越難承受ESD能量,故元器件的布局儘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,避免受到干擾使晶元無故重啟。同時也可在電路上加電容或電阻,可增大內阻,防止過大的干擾信號。

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4、開關複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,防止晶元重置。

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5、給晶元供電,電源走線盡量是先通過電容再流向晶元,對晶元起到保護作用。如圖4所示。

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6、地線鋪銅盡量避免直角。盡量使用拐角大於90°,直角尖會產生干擾,會導致放電路徑不一致。如圖5所示。

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7、通訊線先經過保護器件,再經過防雷管放電,防雷管就近接地,再經過TVS放電。線盡量短,迴路儘可能小,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。

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8、MUC和其他晶元可以分開取電,避免相互干擾,可在電路上加LC濾波電路。電路如圖所示:

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9、也可使用多層板。多層板可大大改善系統抵抗ESD放電的能力。將第一層接地平面儘可能靠近信號走線層,可使用ESD瞬態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衝擊的一種方法。在PCB上加隔離晶元或者光耦、變壓器等,以及結合截止隔離和屏蔽可以很好抑制靜電放電衝擊。

總的來說,關於防止ESD靜電干擾的設計,電源平面、接地平面和信號線的布局是PCB ESD防護設計的重要措施之一。

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