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簡介PCB布線是ESD保護(hù)的關(guān)鍵要素。

合理的PCB設(shè)計可以減少由于故障檢查和返工而導(dǎo)致的不必要成本。

在PCB設(shè)計中，由于使用了瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）二極管來抑制由ESD放電引起的直接電荷注入，因此克服由PCB中的放電電流引起的電磁干擾（EMI）電磁場效應(yīng)更為重要。

設(shè)計。

本文將提供可優(yōu)化ESD保護(hù)的PCB設(shè)計指南。

1.電路回路電流通過感應(yīng)進(jìn)入電路回路。

這些回路是閉合的，并且具有變化的磁通量。

電流的大小與環(huán)的面積成正比。

較大的回路包含更多的磁通量，因此會在電路中感應(yīng)出較強(qiáng)的電流。

因此，必須減小回路面積。

最常見的環(huán)路如圖1所示，由電源和地構(gòu)成。

在可能的情況下，可以使用具有電源和接地層的多層PCB設(shè)計。

多層電路板不僅可以最大程度地減少電源和地面之間的環(huán)路面積，還可以減少由ESD脈沖產(chǎn)生的高頻EMI電磁場。

如果不能使用多層電路板，則必須將用于電源和接地的電線連接到網(wǎng)格中，如圖2所示。

網(wǎng)格連接可以起到電源和接地層的作用。

使用通孔連接每一層的印刷線。

每個方向上的過孔之間的間隔應(yīng)在6厘米以內(nèi)。

另外，如圖3所示，在布線時，將電源和接地走線盡量靠近也可以減小環(huán)路面積，另一種減小環(huán)路面積和感應(yīng)電流的方法是減少互連設(shè)備之間的并聯(lián)路徑，例如如圖4所示。

當(dāng)必須使用長于30 cm的信號連接線時，可以使用保護(hù)線，如圖5所示。

一種更好的方法是在信號線附近放置接地層。

信號線應(yīng)在保護(hù)線或接地線層的13毫米范圍內(nèi)。

如圖6所示，每個敏感元件的長信號線（＞ 30cm）或電源線及其接地線是交叉布置的。

交叉導(dǎo)線必須從上到下或從左到右以規(guī)則的間隔排列。

2.具有較長電路連接長度的信號線也可以成為接收ESD脈沖能量的天線。

嘗試使用較短的信號線以降低信號線作為接收ESD電磁場的天線的效率。

嘗試將互連的設(shè)備放置在相鄰位置以減少互連走線的長度。

3.由ESD注入到接地層的接地電荷的直接放電可能會損壞敏感電路。

使用TVS二極管時，還使用一個或多個高頻旁路電容器。

這些電容器放置在電源和易損組件的接地之間。

旁路電容器可減少電荷注入，并維持電源和接地端子之間的電壓差。

TVS分流感應(yīng)電流，并保持TVS鉗位電壓的電勢差。

TVS和電容器應(yīng)盡可能靠近受保護(hù)的IC放置（見圖7），TVS到接地路徑的長度和電容器引腳的長度應(yīng)最短，以減少寄生電感的影響。

連接器必須安裝到PCB上的銅鉑層上。

理想情況下，銅鉑層必須與PCB的接地層隔離，并通過短線連接至焊盤。

4. PCB設(shè)計的其他準(zhǔn)則：避免在PCB邊緣布置重要的信號線，例如時鐘和復(fù)位信號。

將PCB上未使用的零件設(shè)置為接地層；機(jī)箱接地線和信號線至少間隔4 mm;保持機(jī)箱接地線的長寬比小于5：1，以減小電感效應(yīng)。

TVS二極管用于保護(hù)所有外部連接。

5.保護(hù)電路中的寄生電感發(fā)生ESD事件時，TVS二極管路徑中將產(chǎn)生寄生電感。

嚴(yán)重的電壓過沖。

盡管使用了TVS二極管，但由于感性負(fù)載兩端的感應(yīng)電壓VL = L×di / dt，過大的過沖電壓仍可能超過受保護(hù)IC的損壞電壓閾值。

保護(hù)電路承受的總電壓是TVS二極管的鉗位電壓和寄生電感產(chǎn)生的電壓VT = VC + VL的總和。

ESD瞬態(tài)感應(yīng)電流可以在不到1ns的時間內(nèi)達(dá)到峰值（根據(jù)IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)）。

假設(shè)導(dǎo)線電感為每英寸20nH，線長為四分之一英寸，則過沖電壓將為50V / 10A脈沖。

經(jīng)驗設(shè)計準(zhǔn)則是設(shè)計盡可能短的分流路徑，以減小寄生電感的影響。

所有歸納路徑都必須考慮