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在干燥的环境下#xff0c;人体静电#xff08;ESD#xff09;的电压…平时通过走路穿衣等日常活动带来的摩擦会产生不同幅值的静电电压但其能量很小不会对人体产生伤害不过对于电子元器件来说这种静电能量却是不能忽视的。
在干燥的环境下人体静电ESD的电压很容易超过6~35Kv当用手触摸电子设备、PCB或PCB上的元器件时会因为瞬间的静电放电而使元器件或设备受到干扰甚至损坏设备或PCB上的元器件。
下图大致列举了一下不同行为产生的静电电压大小 静电是如何产生的
静电是一种电能它存在于物体表面是正负电荷在局部失衡时产生的一种现象如摩擦起电就是一种静电放电现象。
静电的问题一直困扰着许多电子产品其放电电流产生的电磁场通过电容耦合、电感耦合或空间辐射耦合等途径对电路造成了严重干扰所以我们在PCB设计初期就必须考虑到静电的防护问题。
下图是关于静电产生的示意图 PCB如何设计防静电
PCB布局的原则一般尽可能将静电保护器件靠近输入端或者连接器静电保护器件与被保护线之间的线路距离应该设计得尽量短一些。
对于PCB设计来说在容易发生静电放电的边缘设置一定的隔离距离非常重要对于机架类产品每千伏的静电电压的击穿距离在1mm左右如果在容易放电的边缘设置一个35mm隔离区就可以抵抗35Kv的静电电压。
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低速板静电防护设计
1走线需横平竖直尽量减少信号线路并排走线
2如果空间允许的话走线越粗越好
3按照高速电路设计理念来进行布线
4避免在PCB边缘处理重要的信号线如时钟、复位信号等
5所有PCB板的传导环路包括电源和地线环路应该尽量小
6单面或双面板在没有电源平面的情况下电源走线旁边必须要跟随一根地线
7尽量使用多层板布线。
2
高速板静电防护设计
1走线需要有良好的地平面
2保持足够的间距如滤波器、光耦、交流电源线与弱信号线
3长距离走线加低通滤波器C、静电器件、RC、LC
4隔离增加屏蔽罩避免被保护的导线与未被保护的导线并排走线
5避免与其他器件使用同一条回路来连接公共接地点。
3
防止出现静电的通用办法
1保持地的完整加大地的泄放面积平整地铺铜均匀保持地的电阻值不变互相之间水平状态地平面平稳
2板外围进行环绕地设计数据线用地包围
3地孔越多越好并使每层地紧密连合在一起
4在PCB上安装光耦合器或者变压器以及结合介质隔离和屏蔽都可以很好的抑制静电放电冲击
5可将PCB的GND与外壳地进行单点接地防止静电放电电流在机箱上产生的电压耦合进电路但需注意接地点的选择选择在电缆入口处接地
6如果PCB面积允许并且整机系统的搭接、静电泄放通道都很好可以在PCB周围设置接地防护环可裸铜处理并采用很多过孔连接。
