常見的ESD試驗等級為接觸放電：1級——2KV；2級——4KV；3級——6KV
；4級——8KV；空氣放電：1級——2KV
；2級——4KV
；3級——8KV；4級——15KV。本人所處的醫療電子行業，產品的ESD試驗一般要達到第3等級
，即接觸6KV，空氣8KV。在整機ESD試驗方麵，本人也搞過了幾台不同型號的產品
，也算搞出了一點眉目，總體的解決思想是把靜電流向地，現總結如下。

 

 

特別是對於裸露在外的一些接口，比如USB、VGA、DC、SD卡等
，對這些接口進行接觸放電時，靜電很容易就會“串”到dao電dian源yuan線xian上shang，靜jing電dian由you本ben來lai的de共gong模mo變bian成cheng了le差cha模mo，此ci時shi電dian源yuan上shang就jiu會hui產chan生sheng一yi個ge很hen高gao的de尖jian峰feng，很hen多duo芯xin片pian都dou承cheng受shou不bu了le，發fa生sheng死si機ji，複fu位wei等deng問wen題ti。對dui於yu電dian源yuanVCC的ESD保護，可以並接TVS管來解決。TVS管與穩壓二極管很相似，都有一個額定的電壓，不同的是它的響應速度特別快
，對靜電有很好的泄放作用。例如對於USB接口（見圖1.1、圖1.2），VCC和外殼地之間並接5V的TVS管。相當於把電源和地鉗位在5V以內，這樣可以有效地把靜電電流導向地，達到效果很明顯。要注意的是布局布線的時候，TVS管要盡量靠近接口的位置
，TVS的陰極以最近的路徑接到接口的外殼地（如果有的話）。

 

圖1.1

 

圖1.2

 

 

對外接口的信號線同樣需要保護
，否則靜電經過信號線直接到達芯片IO管腳，雖然芯片的IO都有二極管保護，一般可以抵禦+-2KV的靜電，但是對於+-6KV的ESD接觸放電
，就會遭遇損壞的風險。同樣是USB接口，如圖2.1

，差分信號線D+和D-接了個ESD器件TPD4S012，實際上是與USB電源和地並接反向二極管，把電流導向USB電源或者地。

 

圖2.1

 

 

有些IC特別容易受靜電影響
，進行ESD試驗時，總是發生複位或者死掉。究其原因，一般都是電源引腳受到幹擾。對此可以對其電源添加LC濾波。一般芯片的VDD管腳旁邊都會有一個去耦電容，但是這個去耦電容是沒有辦法有效攔截靜電的，甚至是幾十uF的(de)鉭(tan)電(dian)容(rong)並(bing)接(jie)小(xiao)電(dian)容(rong)
，效(xiao)果(guo)仍(reng)舊(jiu)不(bu)佳(jia)。這(zhe)時(shi)候(hou)

，如(ru)果(guo)再(zai)串(chuan)一(yi)個(ge)小(xiao)電(dian)感(gan)，情(qing)況(kuang)就(jiu)得(de)到(dao)很(hen)好(hao)的(de)改(gai)觀(guan)。靜(jing)電(dian)放(fang)電(dian)會(hui)產(chan)生(sheng)一(yi)個(ge)尖(jian)峰(feng)，同(tong)屬(shu)於(yu)高(gao)頻(pin)幹(gan)擾(rao)
，LC可以很好地將高頻濾除，使通過電感之後的尖峰大大減弱，IC就不容易死機或者複位。

 

本人有一次對整機EMC整改，ESD試驗時，按鍵控製板的MCU老是複位。後來用示波器進行追蹤
，發現是外部看門狗芯片發生複位，導致MCU複位。於是先在電源上並接TVS管，還是會複位；再在看門狗芯片VCC管腳旁並接22uF鉭電容，情況好一些
，但還是會複位；最後再串接一個0.47uH的貼片電容
，組成LC濾波（如圖3.1所示）。在+-6KV的ESD接觸放電下，就再也不會複位，而且工作正常。

 

圖3.1

 

 

PCB要盡可能多的鋪地。如果是雙麵板，兩麵都要大麵積鋪銅，而且還要有足夠的地過孔；如果是四層板或以上，主要元件層的臨近平麵層要設置成地層。比如四層板，如果主要元件在頂層
，那麼分層為：頂層->地層->電源層->底層；如果主要元件在底層

，分層為：頂層->電源層->地層->底層。

 

 

靜jing電dian要yao得de到dao有you效xiao釋shi放fang，就jiu要yao保bao證zheng良liang好hao的de接jie地di。對dui於yu醫yi療liao電dian子zi，一yi般ban的de醫yi療liao電dian子zi產chan品pin比bi如ru監jian護hu儀yi
，機ji身shen後hou麵mian都dou會hui有you一yi個ge等deng電dian位wei接jie地di端duan。在zai做zuoESD試驗的時候

，這個接地 端也是要接大地的
，這樣就有了一個靜電快速泄放的途徑。如圖5.1
，假如主電路板分為三個模塊：電源板，主控板和接口板，接口板的接口外殼地要和信號地分 kai，ranhoujiekoubandewaikedihedengdianweiduanyongcudaoxianxianglian。xitongdexinhaodikeyicongdianyuanbandewaikediyuxinhaodixianglianranhougongyongyigencudaoxianyudengdianweiduanxianglian。zhisuoyimeiyoucaiyongmeikuaiban 都分別接到等電位端的星形接地方法，是因為星形接地會形成接地環路，從而增加射頻噪聲和容易受電磁幹擾。

 

圖5.1

 

 

從原理圖的設計到PCB的布局布線，EMC的設計思想就應該在深深的腦海裏。設計出了好的原理圖，如果PCB布(bu)局(ju)布(bu)線(xian)不(bu)當(dang)，那(na)麼(me)出(chu)來(lai)的(de)板(ban)子(zi)是(shi)失(shi)敗(bai)的(de)。如(ru)果(guo)芯(xin)片(pian)的(de)去(qu)耦(ou)電(dian)容(rong)離(li)芯(xin)片(pian)的(de)管(guan)腳(jiao)很(hen)遠(yuan)，那(na)也(ye)就(jiu)失(shi)去(qu)了(le)去(qu)耦(ou)的(de)作(zuo)用(yong)。如(ru)果(guo)敏(min)感(gan)信(xin)號(hao)的(de)走(zou)線(xian)太(tai)長(chang)，就(jiu)會(hui)引(yin)入(ru)意(yi)想(xiang)不(bu)到(dao)的(de)電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)。在(zai)抗(kang)ESD方麵
，敏感的器件或者信號線（如reset）應該遠離PCB邊緣，防止空氣放電直接幹擾到器件和信號線。PCB邊緣應該留有一定寬度的空隙或者鋪銅。