关于ESD抗扰度等级,不同产品不同行业对应着不同的标准,国际电工委员会所颁布的IEC61000-4-2标准适合于各种电气与电子设备做电磁兼容性的测试。在进行产品设计前需要先规定好产品的ESD抗扰度的等级,要么根据标准来定义要么根据产品实际需要来定义。这样才可以有依据的进行产品设计及测试。
关于ESD抗扰度等级的实现方法,主要有外壳设计、硬件设计及PCB布局、元器件选型、软件修复等。其中在硬件设计方面,一个重要的方法是在输入或输出的关键电路节点处加入ESD保护器件。ESD保护器件一般使用瞬变电压抑制器,也就是硬件工程师常说的TVS二极管,TVS管的关键特性是它在正常工作电压下具有高阻抗,而在电压超出正常工作电压的时候变成了低阻抗,此时将电流直接从敏感部件引导至系统地或者大地(外壳地),抑制TVS管两极间受到的反向瞬态高电压,对于静电,适合选用双向TVS,而不是单向TVS。
在使用无线模块的时候,从无线模块产品手册上有时会看到天线端需避免静电直接打到天线的射频接口,甚至用手去拿模块最好都要带上防静电手套。这就说明无线模块的射频输出端是对静电敏感的,超过一定的静电等级可能会使得无线模块受到永久性的损坏。此处推荐一种无线模块射频输出端的ESD设计电路结构,如下图所示。
对于外接天线版本的无线模块,一般需要在应用无线模块的底板上放置天线接口(比如SMA接口),以便安装所需的天线。这时候需要充分考虑静电在底板的泄放路径,保证静电不要通过射频转接线进入到无线模块产品本身,保证即使有静电导入天线接口,静电也可以快速的通过我们所设计的泄放路径泄放到大地,这样可以有效提高产品的可靠性。一般情况下,推荐使用如下图所示的阻容网络来传导静电,注意在PCB布局时保证静电泄放路径最短且不经过静电敏感器件、射频电路以及敏感线路(比如数据线、时钟线等),此处的电容需是耐高压的器件。