PCBボードESD保護回路設計の長年の実務経験の共有
静電放電とも呼ばれるESD。学んだ知識から、静電気は、電気機器間の接触、摩擦、および誘導によって通常生じる自然現象であることがわかります。それは長期間の蓄積と高電圧（数千ボルトあるいはさらには数万ボルトの静電気を発生する可能性がある）を特徴としています。 ）、低電力、低電流および短時間の動作。電子製品の場合、ESD設計が設計されていないと、動作が不安定になったり、電子製品や電気製品が損傷したりすることがよくあります。
ESD放電試験では、接触放電と空気放電の2つの方法が一般的に使用されています。
接触放電は、テストされるデバイスの直接放電です。空気放電は間接放電とも呼ばれ、隣接する電流ループへの強い磁界の結合です。これら2つのテストのテスト電圧は通常2KV〜8KVで、地域によって異なります。したがって、設計する前に、まず製品がターゲットとする市場を理解する必要があります。
上記の２つのケースは、人の充電または他の理由で電子製品が電子製品と接触しているときの人体に対する基本的な試験である。下のグラフは、その年のさまざまな月におけるいくつかの地域の空気湿度統計を示しています。 Lasvegasは年間を通じて湿度が最も低く、この地域の電子機器はESD保護に特別な注意を払っています。
湿度は世界中で場所によって異なりますが、同時に、ある地域では、空気の湿度が異なると、発生する静電気も異なります。次の表は収集されたデータであり、空気の湿度が下がると静電気が大きくなることがわかります。これはまた、セーターを脱ぐときに発生する静火花が北の冬に非常に大きい理由を間接的に示しています。
静電気はとても有害なので、どうやってそれを保護することができますか？通常、静電気保護の設計では3つのステップを踏みます。外部からの電荷が回路基板に流れ込むのを防ぎ、損傷を引き起こす。外部磁界による回路基板の損傷を防止します。静電界の発生を防ぎます。危険。
実際の回路設計では、静電気保護のために次の方法の1つまたは複数を使用します。
1.静電保護用アバランシェダイオード
これもデザインでよく使われる方法です。典型的な方法は、重要な信号線でアバランシェダイオードをグランドに接続することです。この方法は、アバランシェダイオードの素早い応答能力を利用して安定したクランピングを行い、蓄積された高電圧を短時間で消費してボードを保護します。
回路保護のための高電圧コンデンサの使用
この方法では通常、接続線のインダクタンスを減らすために接続線をできるだけ短くしながら、I / Oコネクタまたはキー信号の位置に1.5KV以上の耐電圧を持つセラミックコンデンサを配置します。耐電圧の低いコンデンサを使用すると、コンデンサを破損して保護を失います。
3、回路保護用のフェライトビーズを使用
フェライトビーズは、ESD電流を十分に減衰させ、放射を抑えることができます。 2つの問題に直面したとき、フェライトビーズはとても良い選択になるでしょう。
4、スパークギャップ法
この方法は、尖った端部を有する三角銅からなる銅製のマイクロベルトの層からなる材料に見られる。三角銅は一方の端で信号線に接続され、もう一方の端は銅です。地面に接続されています。静電気があると、チップ放電が発生して電気エネルギーを消費します。
5、回路を保護するためにLCフィルタ方式を使用
ＬＣからなるフィルタは、回路に入る高周波静電気を効果的に低減することができる。インダクタの誘導性リアクタンスは高周波ESDが回路に入るのを抑制するのに非常に優れており、コンデンサはESDの高周波エネルギーをグランドにシャントします。同時に、このタイプのフィルタは小さなRF効果で信号のエッジを丸めることもでき、性能面ではシグナルインテグリティがさらに向上しています。
6のESDの保護のための多層板
多層基板の選択は、資金が許せばESDを効果的に防ぐための手段でもあります。多層基板では、トレースの近くに完全なグランドプレーンがあるため、ESDは低インピーダンスプレーンにより迅速に結合されるため、重要な信号を保護します。
回路基板の周囲を保護する方法
この方法では、通常、はんだ層なしでボードの周囲にトレースを描きます。条件が許す限りトレースをエンクロージャに接続し、トレースが閉ループを形成しないことに注意してください。これはループアンテナの導入を避け、より大きな問題を引き起こします。
8.クランプダイオード付きCMOSデバイスまたはTTLデバイスを使用した回路保護
この方法は基板保護のために絶縁の原理を利用しています。これらのデバイスはクランプダイオードによって保護されているため、実際の回路設計では設計の複雑さが軽減されます。
9、もっとデカップリングコンデンサ
これらのデカップリングコンデンサはESLとESRの値が低いです。低周波ESDでは、デカップリングコンデンサはループ面積を減らします。 ＥＳＬ効果のために、電解質は弱められ、それは高周波エネルギーをより良く除去することができる。 。
つまり、ESDはひどいものですが、深刻な結果を招くことさえあります。ただし、回路上の電源と信号ラインを保護することによってのみ、ESD電流がPCBに流れ込むのを効果的に防ぐことができます。その中で、私の上司はよく「ボードの良い基礎は王だ」と言いました。この文が天窓を壊す効果をもたらすことを願っています。