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ESD测试不归硬件工程师管 归EMC工程师管!

导读: ESD试验是EMC测试标准的一项基本测试项目,如果对于产品的前期设计考虑不周全,再加上经验不够的话,往往会让人焦头烂额。一般中小型企业,如果没有专门的EMC工程师,往往这项工作就必须由硬件工程师来承担。

  ESD试验是EMC测试标准的一项基本测试项目,如果对于产品的前期设计考虑不周全,再加上经验不够的话,往往会让人焦头烂额。一般中小型企业,如果没有专门的EMC工程师,往往这项工作就必须由硬件工程师来承担。对于整机来说,ESD抗扰能力不仅仅来自芯片的ESD耐压,PCB的布局布线,甚至与工艺结构也有密切关系。常见的ESD试验等级为接触放电:1级——2KV;2级——4KV;3级——6KV;4级——8KV;空气放电:1级——2KV;2级——4KV;3级——8KV;4级——15KV。本人所处的医疗电子行业,产品的ESD试验一般要达到第3等级,即接触6KV,空气8KV。在整机ESD试验方面,本人也搞过了几台不同型号的产品,也算搞出了一点眉目,总体的解决思想是把静电流向地。

ESD测试不归硬件工程师管 归EMC工程师管!

  对裸露在外部的一些接口,像USB、VGA、DC、SD卡等等,对这些接口进行接触放电时,静电很容易就会“串”到电源线上,静电由本来的共模变成了差模,此时电源上就会产生一个很高的尖峰,很多芯片都承受不了,发生死机,复位等问题。对于电源VCC的ESD保护,可以并接TVS管来解决。TVS管与稳压二极管很相似,都有一个额定的电压,不同的是它的响应速度特别快,对静电有很好的泄放作用。例如对于USB接口(见图1.1、图1.2),VCC和外壳地之间并接5V的TVS管。相当于把电源和地钳位在5V以内,这样可以有效地把静电电流导向地,达到效果很明显。要注意的是布局布线的时候,TVS管要尽量靠近接口的位置,TVS的阴极以最近的路径接到接口的外壳地。

ESD测试不归硬件工程师管 归EMC工程师管!

ESD测试不归硬件工程师管 归EMC工程师管!

  对外接口的信号线同样也需要保护,不然静电经过信号线直接到达芯片IO管脚,虽然芯片的IO都有二极管保护,一般可以抵御+-2KV的静电,但是对于+-6KV的ESD接触放电,就会遭遇损坏的风险。同样是USB接口,如图2.1,差分信号线D+和D-接了个ESD器件TPD4S012,实际上是与USB电源和地并接反向二极管,把电流导向USB电源或者地。

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