【技術(shù)分享】嵌入式核心板開發(fā)之ESD靜電保護

在電子產(chǎn)品開發(fā)中ESD靜電防護是不可或缺的一環(huán)，下面就為大家簡單介紹一下，核心板產(chǎn)品開發(fā)時有用的ESD二極管知識和技巧。

ESD管的介紹

ESD（Electrostatic Discharge Protection Devices），靜電保護元器件，又稱瞬態(tài)電壓抑制二極管陣列（TVS Array），是由多個TVS晶?；蚨O管采用不同的布局設(shè)計成具有特定功能的多路或單路ESD保護器件，主要應(yīng)用于各類通信接口靜電保護，比如USB、HDMI、RS485、RS232、VGA、RJ11、RJ45、BNC、SIM、SD等接口中。

ESD靜電二極管特性

低電容：結(jié)電容低，通常在PF級別；

快速的響應(yīng)時間：通常在ps級；

封裝體積小，小型化器件，節(jié)約PCB空間；

靈活度高，可以根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)計電容、封裝形式、浪涌承受能力等參數(shù)。

ESD靜電二極管選型指南

1. ESD靜電二極管的截止電壓VRWM要大于等于電路中最高工作電壓；
2. 脈沖峰值電流IPP和最大箝位電壓VC的選擇，要根據(jù)線路上可能出現(xiàn)的最大浪涌電流來選擇合適IPP的型號，需要注意的是，此時的VC應(yīng)小于被保護晶片所能耐受的最大峰值電壓；
3. 用于高速信號的保護時，還要注意所傳輸信號的頻率或傳輸速率，當(dāng)信號頻率或傳輸速率較高時，應(yīng)選用低電容系列的ESD靜電二極管；
   
4. ESD有單向（A）和雙向（C）之分，根據(jù)工作的信號進(jìn)行選擇，單極性的信號可以選擇單向的 ESD或雙向的ESD，雙極性的信號要選擇雙向的ESD。

選型基本原則

致遠(yuǎn)電子嵌入式核心板產(chǎn)品M3568工控核心板，擁有非常成熟的設(shè)計案例可供參考，其中的接口均設(shè)計了ESD保護電路，并通過了靜電測試，保證產(chǎn)品的持續(xù)穩(wěn)定運行，可以放心使用。

1. 如通用外設(shè)串口的ESD設(shè)計,采用通用的低速ESD二極管，截止電壓3.3V，鉗位電壓12V，結(jié)電容100pF，通過100歐串阻配合降低峰值電壓，參考設(shè)計如下:

圖1 嵌入式核心板M3568UART口ESD設(shè)計參考

2. 如SDIO高速信號的ESD設(shè)計, 使用低結(jié)電容的高速信號專用ESD保護器件，可令SDIO的通信質(zhì)量不受影響，參考設(shè)計如下:

圖2 嵌入式核心板M3568SD/MMC設(shè)計參考

3.如HDMI高速信號的ESD設(shè)計,采用HDMI專用的接口保護器件，除了提供ESD防護之外，還能給EDID信號提供隔離和電平轉(zhuǎn)換，參考設(shè)計如下:

圖3嵌入式核心板M3568HDMI設(shè)計參考

ESD保護設(shè)計小結(jié)

ESD二極管廣泛應(yīng)用于通信、安防、工業(yè)、汽車、消費類產(chǎn)品、智能穿戴設(shè)備等電子產(chǎn)品的通信線及 I/O 口等靜電保護。購買致遠(yuǎn)電子的嵌入式核心板產(chǎn)品，即可獲得全面可靠的硬件設(shè)計參考和配套軟件驅(qū)動。致遠(yuǎn)電子提供的配套評估底板均經(jīng)過嚴(yán)格的EMC測試，可提供測試報告。此外致遠(yuǎn)電子還會提供貼心的技術(shù)支持服務(wù)，諸如原理圖檢查、協(xié)助故障調(diào)試、特殊需求訂制等等，助您掃除產(chǎn)品研發(fā)途中的一切障礙。