PCB测试-怎么回事,我的电路板怎么莫名奇妙就烧了??

PCB制造前,需进行一系列质量测试,捷配计价页要选择测试方式:

而在电路设计过程中,ESD(静电放电)防护电路的设计至关重要,若忽视这一点,电子产品极易遭受电磁、静电等干扰而损坏。通常,设计电路时大家会想到运用 ESD 保护元器件,但对于这些元器件如何放置、放置位置以及数量的确定,很多人并非十分清楚。

ESD 保护电路的核心作用在于削减电压和电流。一旦成功实现这一点,多数 IC 自身内部的 ESD 保护机制就能应对剩余的 ESD 问题。以常见的 PIC16 控制器(如 PIC16F616)为例,查看其内部框图可发现,在 I/O Pin 的引脚左侧设置了两个二极管,这便是内部 ESD 保护电路。

在 ESD 发生作用时,IC 内部的 ESD 保护电路可能会承受极高的电压,比如达到 300V。倘若此时没有外部 ESD 保护措施,就可能致使芯片 IC 内部的保护机制过载,进而损坏设备。所以,在关键电路上添加外部 ESD 保护,能有效降低电路板设备受损的风险。

那么,ESD 具体是怎样开展保护工作的呢?这需依据实际情况灵活调整。

一、加串联电阻

在整个 ESD 保护电路中简单串联一个电阻,此举能够延缓信号的上升时间,同时对改善电路的 EMI(电磁干扰)和 SI(信号完整性)问题也有所帮助。不过,电阻阻值的选取要参照实际 IO 引脚上信号所允许的电流来确定,阻值过大则会对信号产生不良影响。

二、引脚到地下拉一个电容

通过串联一个电容的方式,可有效降低相关电路的峰值电压,一般而言,电容越大,所提供的保护作用也就越强。但需注意一个特殊情况,那就是低 ESR(串联电阻)的大陶瓷电容可能会引发振铃现象,即信号出现反射和叠加,形成振荡波形。而且,引脚到地串联电容这种方法并非适用于所有情形,比如在通信或高速信号电路中就不适用,因为电容的加入会增加整体负载,从而对高速信号造成干扰。

三、加入 TVS 二极管

这是 ESD 静电保护中最为常用的手段,其作用与齐纳二极管(稳压二极管)大体相同,且具有传递速率更快、浪涌额定值更高的优势。在设计 ESD 保护电路时,还可以给 TVS 二极管串联一个电阻,这样既能降低电流,又能起到保护 TVS 二极管的作用。

另外,还需了解几个相关术语:

  • 反向工作最大电压(VRWM):指在正常工作条件下,二极管允许外加的最大反向电压值。
  • 击穿电压(VBR):即二极管刚开始导通时的电压,也就是击穿电压。
  • 钳位电压(VCLAMP):是在浪涌期间的最大电压。
  • 动态电阻(RDYN):指二极管完全导通时的大概电阻。

总之,在电路设计时要充分重视 ESD 防护,根据具体电路情况合理选用 ESD 保护措施,确保电子产品的稳定运行。

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