esd是什么文件夹,esd是什么电子元件

  

  电子产品的设计必须遵循ESD的设计规则,因为大多数电子产品在其生命周期中99%的时间都会直接暴露在ESD环境中,ESD干扰会导致设备锁定、复位、数据丢失或可靠性下降。   

  

  对于电子产品来说,如果ESD设计不好,电子设备往往会运行不稳定甚至损坏,所以工程师需要在设计中考虑ESD问题,掌握基本的解决方案。   

  

     

  

  有鉴于此,今天小何工程师就和大家聊聊PCB设计中如何提高PCBA(电路板)的ESD防护。   

  

  小提示:关于ESD原理、模型方面,下面链接文章写的很清楚,大家可以点击查看~~~   

  

  ESD(静电放电)原理、模型和保护   

  

  一.ESD三要素   

  

  ESD的三要素是干扰源、耦合路径和敏感设备。没有这三个要素中的任何一个,就不会有ESD问题。在PCB设计中,ESD保护主要考虑的是ESD保护器件的布局和布线处理,以消除上述ESD三要素中的一个或几个。   

  

  何为干扰源、耦合路径和敏感设备?   

  

  干扰源:产生ESD干扰的元器件、电子设备、系统或自然干扰源;耦合路径:将干扰源的能量耦合(或传输)到敏感设备并使敏感设备产生响应的介质;敏感设备:对ESD干扰有反应的设备。敏感设备可以是一个小部件或一个电路模块,甚至可以是一个大系统;ESD的三个要素   

  

  二、PCB设计中的ESD防护   

  

  设计PCB时,应考虑ESD保护。PCB布局和布线是ESD保护的关键要素。合理的PCB设计可以减少因故障检查和返工带来的不必要的成本。在增强PCB的ESD保护方面,我们主要分两部分来讨论。第一,PCB布局布线;第二,结构界面。   

  

     

  

  在PCB布局走线方面,有以下几点:   

  

  1.尽量不要在加ESD保护器件的位置走关键信号线;   

  

  2.将敏感信号(如时钟和复位信号)电路放置在远离PCB边缘的地方,以防止静态瞬时干扰导致芯片异常复位。当PCB由多层板组成时,敏感信号要有地线保护,并尽可能远离PCB边缘;   

  

  3.增加地面的放电面积。铜敷设时,要保证铜敷设均匀,对地阻抗不变;   

  

  4.将对静电敏感的组件(如CPU和其他芯片)放置在远离ESD放电源的地方。这样就保证了可能的干预点远离敏感元件,干扰会降到最低,经验表明,8kv左右的静电经过5mm的距离后可完全衰减;.   

  

  5.在PCB板边缘放置一个环形接地网络,并将其添加到每一层。环形线宽度大于2.5mm,通过过孔等距离连接不同层的接地网,间距13mm。需要注意的是,这个回路不应该形成闭合回路;否则闭环网络会造成天线效应和辐射影响。因此,注意在循环图中留有空隙,空隙间距大于0.5mm;   

  

  6.放静电保护元件(TVS管、LC滤波器、铁氧体磁珠、高压电容器等。)在保护位置,例如板之间的接口。因为接口是ESD的入口,把保护器件放在最近的地方效果很好,可以减少自感和耦合到其他地方电路的干扰;   

  

  7.如果是多层板,尽量保证完整的接地网络层,保证重要信号能够有效地与地耦合,使ESD电流能够平滑地耦合到低阻抗地平面,保护了关键信号,也减少了回路路径长度;   

  

  8.根据ESD防护的要求,在结构允许的情况下,适当增加屏蔽罩也是一个不错的方案。   

  

  在结构接口方面,有以下几点:   

  

  1.一般防雷器件的顺序是变阻器、熔断器、抑制二极管、EMI器件、电感或共模扼流圈,以上任何一种器件的布局如果缺少原理图都会推迟;   

  

  2.一般接口信号保护器件的顺序是:ESD(TVS管)、隔离变压器、共模扼流圈、电容、电阻。对于原理图中缺失的任何一个器件,都会进行延期布局,严格按照原理图的顺序进行“直”布局(判断原理图是否正确的能力);   

  

     

  

  3.电平转换芯片(如RS232)靠近连接器(如串口)放置;   

  

     

  

  4、易受ESD干扰   

的器件,如NMOS、 CMOS器件等,尽量远离易受ESD干扰的区域(如单板的边缘区域;

  

  

5、接口保护器件应尽量靠近接口放置,且固定孔要连接到整机信号地上。

  

三、总结

  

ESD的设计学问太深了,作为大部分时间在研究射频的我,无法给再大家做更深入的研究。在这里也只是抛砖引玉给大家科普一下了,基本上ESD的方案有如下几种:电阻分压、二极管、MOS、寄生BJT、SCR(PNPN structure)等几种方法。

  

当然,术业专攻,学无止境,工作中只有不断学习才会创收更高效益。总之,ESD虽然可怕,甚至会带来严重后果,但是,只要工程师在PCB走线布局和结构接口方面做好防护措施,那么就能有效的进行ESD的防护。

  

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