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案例1

ESD空氣放電，是指靜電槍頭沒有直接接觸金屬，通過空氣放電的方式注入PCB板上；按照實驗標準的測試方法，對于孔縫等人體無法直接接觸的端口進行空氣放電實驗。

一、描述：

本次實驗產品是一款藍牙音箱，其外露的端口主要有AUX，以及USB金屬端口；AUX端口為塑膠，按照實驗標準，對其進行空氣放電8KV，在測試的時候，我們發現樣機很容易會出現聲音異常現象，并且無法正常關機，需直接斷電才能消失。重新上電后，音箱的聲音已經發生了變質，判斷等級為D級。換一塊PCB板后樣機可以重新工作。

二、整改過程：

經過審核AUX端口的結構，我們發現其內部有金屬引腳延伸比較長，并且每個引腳都是直接與IC的PING腳相連；從而使得靜電可以通過金屬引腳直接干擾到IC引腳。所以首先在這三個引腳對地并聯ASIM ESD（型號：CV0402VT6201T）,再進行空氣放電的時候，發現樣機沒有出現之前出現的聲音異常現象。如下圖為整改PCB圖：

再此也設計出一般AUX的靜電以及EMI防護方案:

案例2

一、ESD放電分析：

在ESD放電的過程中，會產生瞬間的高電壓，大電流和寬帶的電磁干擾，以至于電子組件失效、損壞、降低可靠度，大至電子系統設備誤動作、損毀，甚至會釀成重大災難。

二、整改前實驗現象：

此次實驗對象是一款多功能藍牙音箱，其有AUX、藍牙、USB、TF卡等模式。在藍牙模式充電的情況下，設備在進行空氣±8KV放電的時候，機器會出現斷藍牙，復位的現象。

三、整改過程：

   由于對音箱進行接觸放電的時候，發現音箱不會出現類似現象；于是先將PCB板的地定義為完整地；只要將靜電導到地上就行；所以第一步措施為：將AUX信號線上串上磁珠（ASIM型號：CVB1005C152T)并且對地并聯ESD器件（ASIM型號：CV0402VT6201T),如下圖：

其基本原理為：

整改好后，重新對音箱進行空氣±8KV測試，發現現象有所改善，但是還是沒有徹底根除。于是查看PCB原理圖，發現機器MCU并沒有復位腳。根據實驗現象，模擬出現這種現象的狀態；最終確認，此狀態與將電池插拔一樣；于是將目光定與電源上，其中就包括了MCU供電，USB充電口和電池。并且我們發現只有是將USB充電線連接上，才會出現這種現象。所以我們就在MCU VCC上對地并聯ESD器件（型號：CV0402VT6201T)并串聯磁珠（ASIM型號：CVB1608E152T),并且在USB充電口對地并聯ESD器件（ASIM型號：CV0402VT6201T),如下圖：

再次進行實驗，進行空氣±8KV放電，放電次數為10次，樣機無明顯異常現象。整改結束！

四、整改心得：

從ESD測試配置描述可以看出，再進行ESD測試時，需要將靜電槍的接地線接至參考接地板，EUT放置于參考接地板之上，靜電槍放電槍頭指向EUT中各種可能會被手觸摸到的部位或水平耦合板和垂直耦合板，這就決定了ESD測試是一種以共模為主的抗擾度測試，因為ESD電流最終總要流向參考接地板。

從靜電放電波形分析，其上升沿時間為0.7ns到1ns，根據傅里葉變換可知其頻譜寬度能達到300MHZ。ESD器件的響應時間一般為PS級別，所以用ESD器件去防護靜電是一種有效的措施。

從靜電的脈沖寬度看出，靜電的脈沖持續時間很短，其能量比浪涌小很多，所以絕大多數的小功率的ESD器件足以滿足對其的泄放。

ESD器件其主要是并聯在線路上，當靜電事件發生的時候，ESD器件能夠瞬間導通，給靜電提供一條低阻抗的回路。這里需要注意幾點：

一、ESD器件的泄放地一定要完整，完整地的定義為長寬比小于3的（沒有縫隙、沒有開孔）二、ESD器件必須要放在信號線的主路上，不能放在支路上，不然會使得ESD器件的效果大大降低。

三、如果ESD器件是放在高速信號上，一定要考慮ESD結電容對信號的影響程度，信號速率越高，對ESD器件的結電容大小要求越低（即信號速率越高，ESD結電容越低）。

如何解決ESD不過問題

ESD測試是EMC測試一項基本的測試項目，ESD的抗擾能力不僅來自芯片的esd耐壓，pcb布局，甚至和產品的工藝也是有聯系的，常見的ESD實驗等級為接觸放電，那么如果打ESD不過是什么原因，又該如何解決這個問題呢？

對在外部的一些接口，像usb，dc，sd卡這些，在進行接觸放電的時候，靜電就會很容易串聯到電源線上面，靜電就由共模變成了差模，這時電源產生很高的尖峰，會導致死機，復位等問題。對于電源的esd保護，可以用TVS管來解決。TVS管響應速度很快，對靜電有很好的泄放作用。要盡量的靠近接口的位置，陰極最好是以最近的路徑街道接口的外殼地。

芯片受靜電的影響也是會發生復位或者是壞掉。這種情況一般是電源的引腳受到干擾。可以對電源添加lc濾波，串聯一個小電感就會得到很好地改善。

Pcb要盡量多的鋪地。雙面板兩面都要大面積的鋪銅，而且還要有足夠的地過孔；如果是四層板或者是更多。可以把主要元器件臨近的平面層設為地層。

想要靜電得到良好的釋放，就要保證良好的接地，所以從原理到pcb設計，都必須貫穿EMC的設計思想，才能合理的布線，去耦電容才能發揮作用。在抗ESD方面，敏感器件或者是信號線應該原理pcb邊緣，防止空氣放電干擾到器件和信號線。所以pcb邊緣應該留有空隙或者是鋪銅。