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最大程度减少电路板设计中的电磁干扰和ESD风险
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电梯直达
在缺乏充分的电路板设计下,即使具有高防静电(ESD)保护性能的防静电二极管也无法提供足够的保护。特别是,电路板设计极大地影响了ESD冲击后立即发生的瞬态高频脉冲。 图1:比较了一个在DUP附近添加了ESD保护二极管的电路与一个将其放置在连接器附近的电路。从这个图中可以看出,当将ESD保护二极管放置在连接器附近时,第一个峰值电压比将其放置在DUP附近的情况下要低近10V。 图1 因此,在电路板设计过程中需要考虑以下几个关键因素: 1. 线路长度:通向ESD保护二极管和DUP的线路长度必须经过仔细考虑。过长的线路长度可能会导致高频脉冲的反射和干扰,从而影响保护效果。 2. 连接器附近的布局:将ESD保护二极管放置在连接器附近可以有效降低击打时的峰值电压。这有助于在ESD事件发生时迅速将电压转移到地线,减少损害。 3. 电感影响:考虑电路板线路的电感对ESD能量传输的影响。过大的电感可能会导致能量注入到其他电路中,降低保护效果。 在图2中,展示了与外界连接的线路平行走向的电路板线路。这种布局可能会导致一些潜在的问题,特别是在面对ESD事件时。当电路板上的线路与外界连接的线路平行走向时,可能会出现以下问题:
图2 1. 电磁干扰:平行走向的线路之间存在电磁耦合,当外界线路传输高频信号时,可能会在相邻线路中引发电磁干扰,从而影响电路的正常工作。 2. 静电放电(ESD)传播:如果外界线路遭受ESD事件,由于平行走向的线路之间存在电容耦合,ESD脉冲可能会通过电容效应传播到平行线路上,从而对内部电路产生影响,引发损坏或故障。 为了减少这些问题的影响,电路板设计时需要采取适当的措施: 1. 隔离间距:在布局电路板线路时,应考虑到平行线路之间的隔离间距。增加平行线路之间的间隔可以降低电磁耦合和ESD传播的风险。 2. 地线屏蔽:在平行线路附近添加地线屏蔽层可以减少电磁干扰和ESD传播的可能性。这有助于保护内部线路免受外部干扰。 3. ESD保护:在平行线路和外界连接线路之间添加适当的ESD保护措施,如ESD保护二极管,可以防止ESD脉冲传播到内部线路并造成损害。 通过合理的布局设计和采取必要的保护措施,可以最大程度地减少平行线路与外界连接线路之间的干扰和风险,确保电路板的稳定性和可靠性。 综上所述,电路板布局在ESD保护中起着至关重要的作用。仅仅依靠高性能的ESD保护二极管是不够的,还需要通过合理的电路板设计来优化保护效果,降低ESD事件对电路的影响。因此,在设计过程中,需要综合考虑线路长度、连接器附近布局和电感等因素,以确保电路板在面对ESD事件时能够提供可靠的保护。 |
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