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  • PCB板常用的ESD保護(hù)電路,措施介紹
    • 發(fā)布時(shí)間:2022-12-29 16:49:34
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    PCB板常用的ESD保護(hù)電路,措施介紹
    人體、環(huán)境甚至電子設(shè)備內(nèi)部的靜電對(duì)于精密的半導(dǎo)體芯片會(huì)造成各種損傷,例如穿透元器件內(nèi)部薄的絕緣層;損毀MOSFET和CMOS元器件的柵極;CMOS器件中的觸發(fā)器鎖死;短路反偏的PN結(jié);短路正向偏置的PN結(jié);熔化有源器件內(nèi)部的焊接線或鋁線。為了消除靜電釋放(ESD)對(duì)電子設(shè)備的干擾和破壞,需要采取多種技術(shù)手段進(jìn)行防范。
    PCB ESD 保護(hù)電路
    在PCB板的設(shè)計(jì)當(dāng)中,可以通過分層、恰當(dāng)?shù)牟季植季€和安裝實(shí)現(xiàn)PCB的抗ESD設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中,通過預(yù)測可以將絕大多數(shù)設(shè)計(jì)修改僅限于增減元器件。通過調(diào)整PCB布局布線,能夠很好地防范ESD。
    典型的通用ESD保護(hù)電路
    PCB ESD 保護(hù)電路
    CAN Bus保護(hù)
    PCB ESD 保護(hù)電路
    數(shù)據(jù)線及接口保護(hù)
    ESD保護(hù)措施
    在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中我們會(huì)采用以下幾種方法的一種或幾種來進(jìn)行靜電保護(hù):
    1、雪崩二極管來進(jìn)行靜電保護(hù)
    這也是設(shè)計(jì)中經(jīng)常用到的一種方法,典型做法就是在關(guān)鍵信號(hào)線并聯(lián)一雪崩二極管到地。該法是利用雪崩二極管快速響應(yīng)并且具有穩(wěn)定鉗位的能力,可以在較短的時(shí)間內(nèi)消耗聚集的高電壓進(jìn)而保護(hù)電路板。
    2、使用高壓電容進(jìn)行電路保護(hù)
    該做法通常將耐壓至少為1.5KV的陶瓷電容放置在I/O連接器或者關(guān)鍵信號(hào)的位置,同時(shí)連接線盡可能的短,以便減小連接線的感抗。若采用了耐壓低的電容,會(huì)引起電容的損壞而失去保護(hù)的作用。
    3、采用鐵氧磁珠進(jìn)行電路保護(hù)
    鐵氧磁珠可以很好的衰減ESD電流,并且還能抑制輻射。當(dāng)面臨著兩方面問題時(shí),一個(gè)鐵氧磁珠會(huì)時(shí)一個(gè)很不錯(cuò)的選擇。
    4、火花間隙法
    這種方法是在一份材料中看到的,具體做法是在銅皮構(gòu)成的微帶線層使用尖端相互對(duì)準(zhǔn)的三角銅皮構(gòu)成,三角銅皮一端連接在信號(hào)線,另一個(gè)三角銅皮連接地。當(dāng)有靜電時(shí)會(huì)產(chǎn)生尖端放電進(jìn)而消耗電能。
    5、采用LC濾波器的方法進(jìn)行保護(hù)電路
    LC組成的濾波器可以有效的減小高頻靜電進(jìn)入電路。電感的感抗特性能很好的抑制高頻ESD進(jìn)入電路,而電容有分流了ESD的高頻能量到地。同時(shí),該類型的濾波器還可以圓滑信號(hào)邊緣而較小RF效應(yīng),性能方面在信號(hào)完整性方面又有了進(jìn)一步的提高。
    6、多層板進(jìn)行ESD防護(hù)
    當(dāng)資金允許的情況下,選擇多層板也是一種有效防止ESD的一種手段。在多層板中,由于有了一個(gè)完整的地平面靠近走線,這樣可以使ESD更加快捷的耦合到低阻抗平面上,進(jìn)而保護(hù)關(guān)鍵信號(hào)的作用。
    7、電路板外圍留保護(hù)帶的方法保護(hù)法
    這種方法通常是在電路板周圍畫出不加組焊層的走線。在條件允許的情況下將該走線連接至外殼,同時(shí)要注意該走線不能構(gòu)成一個(gè)封閉的環(huán),以免形成環(huán)形天線而引入更大的麻煩。
    8、采用有鉗位二極管的CMOS器件或者TTL器件進(jìn)行電路的保護(hù)
    這種方法是利用了隔離的原理進(jìn)行電路板的保護(hù),由于這些器件有了鉗位二極管的保護(hù),在實(shí)際電路設(shè)計(jì)中減小了設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。
    9、多采用去耦電容
    這些去耦電容要有低的ESL和ESR數(shù)值,對(duì)于低頻的ESD來說,去耦電容減小了環(huán)路的面積,由于其ESL的作用使電解質(zhì)作用減弱,可以更好的濾除高頻能量。
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