在電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中ESD靜電防護(hù)是不可或缺的一環(huán),下面就為大家簡(jiǎn)單介紹一下,核心板產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)有用的ESD二極管知識(shí)和技巧。
ESD管的介紹
ESD(Electrostatic Discharge Protection Devices),靜電保護(hù)元器件,又稱(chēng)瞬態(tài)電壓抑制二極管陣列(TVS Array),是由多個(gè)TVS晶粒或二極管采用不同的布局設(shè)計(jì)成具有特定功能的多路或單路ESD保護(hù)器件,主要應(yīng)用于各類(lèi)通信接口靜電保護(hù),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(jí)別;
快速的響應(yīng)時(shí)間:通常在ps級(jí);
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(jì)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
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;
脈沖峰值電流IPP和最大箝位電壓VC的選擇,要根據(jù)線(xiàn)路上可能出現(xiàn)的最大浪涌電流來(lái)選擇合適IPP的型號(hào),需要注意的是,此時(shí)的VC應(yīng)小于被保護(hù)晶片所能耐受的最大峰值電壓;
用于高速信號(hào)的保護(hù)時(shí),還要注意所傳輸信號(hào)的頻率或傳輸速率,當(dāng)信號(hào)頻率或傳輸速率較高時(shí),應(yīng)選用低電容系列的ESD靜電二極管;
ESD有單向(A)和雙向(C)之分,根據(jù)工作的信號(hào)進(jìn)行選擇,單極性的信號(hào)可以選擇單向的 ESD或雙向的ESD, 雙極性的信號(hào)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(jì)案例可供參考,其中的接口均設(shè)計(jì)了ESD保護(hù)電路,并通過(guò)了靜電測(cè)試,保證產(chǎn)品的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,可以放心使用。
如通用外設(shè)串口的ESD設(shè)計(jì), 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(guò)100歐串阻配合降低峰值電壓,參考設(shè)計(jì)如下:
圖1 嵌入式核心板M3568 UART口ESD設(shè)計(jì)參考
如SDIO高速信號(hào)的ESD設(shè)計(jì), 使用低結(jié)電容的高速信號(hào)專(zhuān)用ESD保護(hù)器件,可令SDIO的通信質(zhì)量不受影響,參考設(shè)計(jì)如下:
圖2 嵌入式核心板M3568 SD/MMC設(shè)計(jì)參考
如HDMI高速信號(hào)的ESD設(shè)計(jì), 采用HDMI專(zhuān)用的接口保護(hù)器件,除了提供ESD防護(hù)之外,還能給EDID信號(hào)提供隔離和電平轉(zhuǎn)換,參考設(shè)計(jì)如下:
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