静电问题诊断思路和防护设计

随着科技快速发展，电子产品的集成度和自动化程度越来越高，产品的ESD敏感度也越高，产品防ESD干扰的能力已经成为电子产品质量好坏的一个重要因素。为此越来越多的产品标准将ESD 抗扰度验验作为推荐或强制性内容纳入其中。

产品在测试静电不通过需要整改是工程师遇到很棘手的问题。ASIM深耕于EMC保护器件行业数载，有标准EMC室验室、专业的技术团队。浅谈ESD问题常用诊断思路、关键电路设计、防护器件选型如下：

诊断思路：

现象分析法：静电放电过程中仔细观察出现异常状态时的现象，结合产品功能特性、电路设计快速锁定问题范围；

排除分析法：将静电放电枪放电电压由低到高调节，使用静电放电枪尖头直接对芯片引脚接触放电，找出静电放电过程中出现相同异常现象的引脚；

路径分析法：根据产品的整机结构设计、布局设计、PCB布局线路设计、接地设计方案，分析静电电流泄放路径是否存在抗静电能力较弱的元件或者敏感信号布线。

PCB关键电路设计：

1. 接口信号线防护器件（ESD/TVS）放在信号的主干路并靠近接口布置；

2. 主芯片、复位芯片、IC电源模块等敏感器件或模块远离机箱接口或缝隙；

3. 敏感信号线设计好信号回流路径，增加防护器件，保证环路min小；

4. 地线尽量保证完整性，打无规则过孔，使地的阻抗最A小。

TVS/ESD防护器件选择：

              1、确定被保护电路的max voltage 或连续工作电压；

              2、TVS的额定反向截止电压（Vrwm）应≥被保护电路的max work voltage；

              3、TVS的VC应该要＜被保护电路的损坏电压；

              4、对于数据通讯信号线增加保护器械，还须注意选取具合适的寄生电容(Cj)参数，通常信号频率≥10MHz时，Cj＜100pF; 信号频率≥1GHz时，Cj＜3p。

贴片共模电感在高速信号中的使用

近年来，小型贴片共模电感使用量逐渐上升，特别很多电子产品中的高速差分信号（例如：USB、HDMI等），采用贴片共模电感进行高频噪声抑制是很好的选择，又不会对有用信号产生影响。常用的封装结构有绕线式的和叠层的。

瞬态电压抑制二极管的性能

    在规定的反向应用条件下，当承受一个高能量的瞬时过压脉冲时，他的工作阻抗立即降到很低的导通值，允许大电流通过，并将电压箝制到一个水平，更有效地保护电子线路中的精密元器件免受损坏。

TVS管可以按极性分为单极性和双极性两类，可分为单向瞬态抑制二极管和双向瞬态抑制二级管。

单向TVS管的正向特性跟普通稳压二极管一样，反向击穿拐点近似“直角”为硬击穿，为典型的PN结雪崩器件。从击穿点到Vc值所对应的曲线段表明，当有瞬时过压脉冲时，器件的电流急骤增加而反向电压则上升到箝位电压值，并且保持在这一水平上。

平常使用时应该正确选取TVS，使额定瞬态脉冲功率PPR大于被保护器件或线路可能出现的最a大瞬态浪涌功率。器件在发生击穿的区域内，在规定的试验电流I(BR)下，测出器件两端的电压称为击穿电压，在这个范围内，二极管成为低阻抗的通路。