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PCB板设计时必须考虑到的防静电ESD问题

发布时间:2019-04-11 责任编辑:wenwei

【导读】PCB板 layout对防静电影响重大,所以必须在layout前就得考虑ESD防护问题,而不是在板子出来后才加以修正。加TVS diode绝对是简单而实用的防ESD方式,但它还是需要在画线路图时就选好具体料号或封装,并在PCB上留好位置,一旦在测试当中没办法通过时就可以把它加上再测,当然,如果不加TVS也能通过那就更好了。如果没留位置且测试通不过,这是件麻烦事。TVS应用时需要考虑layout,需要考虑泄放路径的最短化,再好的TVS如果layout不好,它同样没办法起到防ESD的作用。
 
PCB板设计时必须考虑到的防静电ESD问题
 
不管选择怎样的TVS器件,它们在电路板上的布局非常重要。尽可能使用多层PCB,相对于双层PCB而言,地平面和电源平面,以及排列紧密的信号线-地线间距能够减少共模阻抗和感性耦合,使之达到双面PCB的1/10和1/100。TVS布局前的导线长度应该减到最小,因为快速(0.7ns)ESD放电电流在电感性布线上感应出很高的电压尖峰,影响ESD保护的性能。
 
对于便携式设备来说,各类集成电路的复杂性和精密度的提高使它们对ESD也更加敏感,以往的通用回路设计也不再适合。合理的PCB布局最重要的是要在使用TVS二极管保护ESD损害的同时避免自感。ESD设计很可能会在回路中引起寄生自感,会对回路有强大的电压冲击,导致超出IC的承受极限而造成损坏。负载产生的自感电压与电源变化强度成正比,ESD冲击的瞬变特征易于诱发高强自感。减小寄生自感的基本原则是尽可能缩短分流回路,必须考虑到包括接地回路、TVS和被保护线路之间的回路,以及由接口到TVS的通路等所有因素。所以,TVS器件应与接口尽量接近(直接就近泻放ESD 干扰,避免串入后续电路),与被保护线路尽量接近(画版时原则上要靠近被保护的芯片),这样才会减少自感耦合到其它邻近线路上的机会。
 
在电路板设计中还应注意以下几点:
 
1. 避免在保护线路附近走比较关键的信号线;
2. 尽量将接口安排在同一个边上;
3. 避免被保护回路和未实施保护的回路并联;
4. 各类信号线及其馈线所形成的回路所环绕面积要尽量小,必要时可考虑改变信号线或接地线的位置;
5. 将接口信号线路和接地线路直接接到保护器件上,然后再进入回路的其它部分;
6. 将复位、中断、控制信号远离输入/输出口,远离PCB的边缘;
7. 在可能的地方都加入接地点;
8. 采用高集成度器件,二极管阵列不但可以大大节约线路板上的空间,而且减少了由于回路复杂可能诱发的寄生性线路自感的影响。 
 
 
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