關于整改ESD靜電保護的設計及建議

一

對外接口處的整改方法

對于USB接口的整改方法：在USB的信號線D+，D-可增加一個ESD芯片（如SRV05-4），電源線上增加一個TVS二極管保護，防止干擾。

TVS （瞬變電壓消除器）是一種固態(tài)二極管，專門用于防止ESD瞬態(tài)電壓破壞敏感的半導體器件。另外，齊納二極管對電源上的浪涌也有很好的吸收作用，但與傳統(tǒng)齊納二極管相比，TVS的P/N結截面積更大，使得TVS具有更強的高壓承受能力，同時也降低了電壓截止率。

二

在PCB布局上的一些建議

對于電源布局的整改，如圖1所示：

圖1

（1）DCDC電源布局，在電壓輸出端經(jīng)過電感，旁路電容和儲能電容的布局如上圖，旁路電容C14、C13盡量靠近電感輸出，取電壓最好是經(jīng)過電容C12后取電。目的是電路可更好濾波，減少干擾。

（2）所有通過電源線、信號線上的高頻旁路電容都盡量就近接地，以減小進入電路系統(tǒng)的ESD大電流，起到更好的吸收干擾的作用。

（3）復位線、恢復出廠信號線要盡可能短。因為越長的走線就越難承受ESD能量，故元器件的布局盡可能湊近以減短走線長度。若實在無法避免，線的兩邊盡量有地包裹，如圖2所示。目的是減少其他信號干擾，避免受到干擾使芯片無故重啟。同時也可在電路上加電容或電阻，可增大內阻，防止過大的干擾信號。

圖2

（4）開關復位線布局也是同樣的原理，在電路上可加上一個π型濾波電路，如下圖圖3所示，可更好的消除外界干擾，防止芯片重置。

圖3

（5）給芯片供電，電源走線盡量是先通過電容再流向芯片，對芯片起到保護作用。如圖4所示。

圖4

（6）地線鋪銅盡量避免直角。盡量使用拐角大于90°，直角尖會產(chǎn)生干擾，會導致放電路徑不一致。如圖5所示。

圖5

（7）通訊線先經(jīng)過保護器件，再經(jīng)過防雷管放電，防雷管就近接地，再經(jīng)過TVS放電。線盡量短，回路盡可能小，可快速消除干擾信號。在地線上加上Y電容，可快速放電，消除靜電。

圖6

（8）MUC和其他芯片可以分開取電，避免相互干擾，可在電路上加LC濾波電路。電路如圖所示：

圖7

（9）也可以使用多層板。多層板可大大改善系統(tǒng)抵抗ESD放電的能力。將第一層接地平面盡可能靠近信號走線層，可使用ESD瞬態(tài)放電在到達走線時能很快抵消。

（10）加隔離。電氣隔離也是抑制靜電放電沖擊的一種方法。在PCB上加隔離芯片或者光耦、變壓器等，以及結合截止隔離和屏蔽可以很好抑制靜電放電沖擊。

總的來說，關于防止ESD靜電干擾的設計，電源平面、接地平面和信號線的布局是PCB ESD防護設計的重要措施之一。