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ESD案例分享——IPP與接地

     最近整改了一個(gè)PC項(xiàng)目，客戶對(duì)耳機(jī)音頻口ESD空氣15kV音頻解碼器沒(méi)有聲音輸出而且不能自動(dòng)恢復(fù)。測(cè)試位置如（圖1）

▲圖1

      原理如（圖2），左邊是音頻解碼芯片，客戶串聯(lián)30歐姆的磁珠，接口采用高VC低IPP封裝0402的壓敏器件，右邊是耳機(jī)音頻接口。

▲圖2

     硬件PCBA連接如（圖3），耳機(jī)座子側(cè)的PCB客戶還嘗試做了4層板和6層板，目的是增加地層（增加地面積）。

▲圖3

      我們嘗試在4層板、6層板將壓敏更換為常規(guī)IPP 8/20μs 8A，型號(hào)為BV-FA05ZCD的TVS器件，問(wèn)題沒(méi)有解決。于是我們又嘗試在6層板將壓敏更換為IPP 35A，型號(hào)為BV-FA05ZCK的TVS器件，測(cè)試PASS；4層板將磁珠改為1kΩ@100MHz，壓敏更換為IPP 35A，型號(hào)BV-FA05ZCK的TVS器件，測(cè)試PASS。

     接下來(lái)對(duì)ESD靜電干擾做一些簡(jiǎn)單分析，原電路無(wú)論是4或6層板，因壓敏的IPP小，觸發(fā)電壓300V以上，因此ESD事件到達(dá)器件還來(lái)不及響應(yīng)，較大能量的ESD干擾已經(jīng)沿著導(dǎo)線傳導(dǎo)至解碼IC，由于IC固有抗擾能力不足引起解碼時(shí)序、邏輯錯(cuò)誤。

     同理，常規(guī)IPP的TVS雖然響應(yīng)夠快，但I(xiàn)PP小，相對(duì)內(nèi)阻大，后級(jí)IC接收到的干擾能量也大。

     而6層板配合較大IPP的TVS，相對(duì)內(nèi)阻小，更多的ESD電流經(jīng)過(guò)TVS泄放到地，6層板地更大，與空間形成的分布電容更大，抖動(dòng)干擾更小，因此后級(jí)解碼IC表現(xiàn)得更穩(wěn)定。

     而4層板配合較大阻抗的磁珠，整體阻抗表現(xiàn)得也較大，可以短時(shí)間內(nèi)阻止ESD電流傳導(dǎo)至后級(jí)。前面有提到TVS的IPP大，相對(duì)內(nèi)阻小，這樣的電路搭配能促使ESD電流更多的流向PCB的地，較少的ESD干擾進(jìn)入解碼IC。

     透過(guò)這個(gè)案例可以發(fā)現(xiàn)，ESD防護(hù)電路的性能和TVS性能（IPP）、電路搭配、PCB的地設(shè)計(jì)都有關(guān)系。