靜電問題診斷思路和防護設(shè)計

隨著科技快速發(fā)展，電子產(chǎn)品的集成度和自動化程度越來越高，產(chǎn)品的ESD敏感度也越高，產(chǎn)品防ESD干擾的能力已經(jīng)成為電子產(chǎn)品質(zhì)量好壞的一個重要因素。為此越來越多的產(chǎn)品標(biāo)準將ESD 抗擾度驗驗作為推薦或強制性內(nèi)容納入其中。

產(chǎn)品在測試靜電不通過需要整改是工程師遇到很棘手的問題。ASIM深耕于EMC保護器件行業(yè)數(shù)載，有標(biāo)準EMC室驗室、專業(yè)的技術(shù)團隊。淺談ESD問題常用診斷思路、關(guān)鍵電路設(shè)計、防護器件選型如下：

診斷思路：

現(xiàn)象分析法：靜電放電過程中仔細觀察出現(xiàn)異常狀態(tài)時的現(xiàn)象，結(jié)合產(chǎn)品功能特性、電路設(shè)計快速鎖定問題范圍；

排除分析法：將靜電放電槍放電電壓由低到高調(diào)節(jié)，使用靜電放電槍尖頭直接對芯片引腳接觸放電，找出靜電放電過程中出現(xiàn)相同異常現(xiàn)象的引腳；

路徑分析法：根據(jù)產(chǎn)品的整機結(jié)構(gòu)設(shè)計、布局設(shè)計、PCB布局線路設(shè)計、接地設(shè)計方案，分析靜電電流泄放路徑是否存在抗靜電能力較弱的元件或者敏感信號布線。

PCB關(guān)鍵電路設(shè)計：

1. 接口信號線防護器件（ESD/TVS）放在信號的主干路并靠近接口布置；

2. 主芯片、復(fù)位芯片、IC電源模塊等敏感器件或模塊遠離機箱接口或縫隙；

3. 敏感信號線設(shè)計好信號回流路徑，增加防護器件，保證環(huán)路min?。?

4. 地線盡量保證完整性，打無規(guī)則過孔，使地的阻抗最A(yù)小。

TVS/ESD防護器件選擇：

              1、確定被保護電路的max voltage 或連續(xù)工作電壓；

              2、TVS的額定反向截止電壓（Vrwm）應(yīng)≥被保護電路的max work voltage；

              3、TVS的VC應(yīng)該要＜被保護電路的損壞電壓；

              4、對于數(shù)據(jù)通訊信號線增加保護器械，還須注意選取具合適的寄生電容(Cj)參數(shù)，通常信號頻率≥10MHz時，Cj＜100pF; 信號頻率≥1GHz時，Cj＜3p。

磁珠在電路中是怎樣應(yīng)用的？

數(shù)字電路在開關(guān)狀態(tài)，會對電源電壓造成嚴重的干擾，所以在一些復(fù)雜的電路中，數(shù)字電路與模擬電路會采用兩種不同的穩(wěn)壓電源，數(shù)字電路與模擬電路分開布線，最終一點共地。

磁珠在電路中實際上等同于電阻，跟電感串聯(lián)在一起，在電路功能上，磁珠和電感的工作原理也是基本相同的，只是特定的頻率不同而已。因此磁珠的應(yīng)用就是根據(jù)它的通直阻交的功能。所以，磁珠應(yīng)用在消除存在于傳輸線結(jié)構(gòu)（電路）中的RF噪聲上（RF能量就是疊加在直流傳輸電平上的交流正弦成分）。直流成分才是需要的有用信號，要消除這些不需要的信號能量，就要使用片式磁珠扮演高頻電阻的角色。

磁珠專用于抑制信號線、電源線上的高頻噪聲和尖峰干擾，具有很好的吸收靜電脈沖能力。磁珠是用來吸收超高頻信號。

貼片共模電感在高速信號中的使用

近年來，小型貼片共模電感使用量逐漸上升，特別很多電子產(chǎn)品中的高速差分信號（例如：USB、HDMI等），采用貼片共模電感進行高頻噪聲抑制是很好的選擇，又不會對有用信號產(chǎn)生影響。常用的封裝結(jié)構(gòu)有繞線式的和疊層的。

共模電感線圈的結(jié)構(gòu)，一般分為La和Lb兩個共模電感線圈。這兩個線圈繞在同一鐵芯上，匝數(shù)和相位都相同(繞制反向)。當(dāng)電路中的差模信號電流流經(jīng)共模電感時，差模信號電流在同相位繞制的電感線圈中產(chǎn)生方向相反的磁場而相互抵消，此時，正常信號電流只會受線圈電阻的影響；當(dāng)有共模噪聲信號電流流經(jīng)線圈時，由于共模電流的同向性，會在線圈內(nèi)產(chǎn)生同向的磁場而增大線圈的感抗，使線圈表現(xiàn)為高阻抗，產(chǎn)生較強的阻尼效果，以此衰減共模噪聲，達到濾波的目的。

將貼片共模電感線圈濾波電路一端接干擾源，另一端接被干擾設(shè)備，則La和C1，Lb和C2就構(gòu)成兩組低通濾波器，可以使線路上的共模噪聲音信號被控制在很低的電平上。該電路既可以抑制外部的噪聲信號傳入，又可以衰減線路自身工作時產(chǎn)生的噪聲信號，能有效地降低EMI干擾強度。