ESD靜電保護(ESD器件保護原理及選型)

通常情況ESD保護電路如下


當系統沒有干擾,正常工作時,ESD器件可以忽略,幾乎不起作用


當外部接口電壓超過ESD器件的擊穿電壓(VBR),ESD器件開始起作用,並將電流分流到地。


實際ESD器件的工作電壓(VRWM)與擊穿電壓(VBR)的區別,選擇ESD器件應該選擇系統工作電壓小於ESD器件的工作電壓(VRWM),

例如系統是0~5V,那麼我們應該選擇工作電壓(VRWM)大於5V的TVS。


單向ESD器件和雙向ESD器件,雙向ESD器件可以通過正負擊穿電壓(VBR)的信號,而單向ESD器件只可以通過正擊穿電壓(VBR)的信號,如果通過負的就會造成ESD器件擊穿。


雙向ESD器件和單向ESD器件的特點,單向ESD器件對於負壓的保護更好。


幾種ESD模型及其放電曲線。




IEC 61000-4-2等級爲日常接觸等級,正常分爲四級

但是ESD器件符合IEC 61000-4-2時,只代表ESD器件本身的防護,不代表後級電路能承受相應的衝擊。鉗位電壓是衡量ESD器件保護電路系統的能力。鉗位電壓即當外部受到衝擊,後級電路通過ESD器件後受到的衝擊。如圖紅色爲衝擊,藍色爲衝擊過ESD器件後的鉗位電壓。我們可以根據自己系統需求選擇鉗位電壓。


實際應用中,ESD器件是有寄生電容的,如圖是寄生電容對高速電路接口的影響,寄生電容會影響電平的上升和下降速度,例如USB3.0、HDMI等等。


在ESD器件選型時寄生電容可以根據應用接口選擇,如下圖


ESD器件選型步驟

1.計算接口信號幅值的範圍來確定ESD器件的工作電壓;

2.根據信號類型決定使用單向或者雙向ESD器件;

3.根據信號速率決定該接口能承受的最大寄生電容;

4.根據電路系統的最大承受電壓衝擊,選擇適合的鉗位電壓;

5.確保ESD器件可達到或超過IEC 61000-4-2 level4。

例如USB2.0接口保護電路:


發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章