TVS 二极管布局

电器工程 布局 静电放电 电视
2022-01-30 02:30:32

我的板上有两个 DB37 连接器,它们最终连接到一个 CPLD。所有这些连接/信号都是设备的输入。

为了防止 ESD,我使用TVS Diodes ESD9C3.3ST5G我有这样的董事会:

DB37 -> 二极管 -> 上拉电阻 -> CPLD。

1K 上拉用于不同的目的,与 ESD 保护无关。我的 PCB 是 4 层,具有以下叠层:

  1. 信号
  2. 地面
  3. 3.3V
  4. 信号

二极管使用通孔接地。通孔的走线很粗 - 比 CPLD 的走线粗。除通孔焊盘和过孔外,接地层完全没有破损。我认为这至少可以防止一些轻微的 ESD。但是我还需要做什么呢?这不是商业设备,将在内部使用 - 但是我确实需要它是可靠的。

  1. 我想到的一件事是在二极管和 CPLD 之间添加串联电阻(22 欧姆左右)。但是,由于 CPLD 上的所有引脚都是输入,所以它们已经是高阻抗的。ESD通过 TVS 二极管接地。我的假设正确吗?
  2. 我还读到添加一个与二极管并联的电容器会有所帮助。我的信号不是高速的,所以这不应该使它们失真太多。但是,请注意,由于我有 74 个信号,因此我必须使用其中的 74 个上限。所以在我去添加这些之前,我想知道这是否值得。

这是布局的特写:

在此处输入图像描述

最后,最后一个问题——上面描述了我板子的输入端。在我有两个另外的 DB37 连接器和一个 CPLD 的意义上,输出是相似的。在这种情况下,CPLD 的引脚是输出。

布局是这样的:CPLD -> MOSFET -> DB37

在这种情况下,我没有任何二极管。然而,正如我最近所读到的,MOSFET 对 ESD 的敏感性远高于其他器件,我是否也应该在此处添加二极管?MOSFET 的漏极连接到 DB37。然后将该 DB37 连接到前面描述的输入侧 DB37。

如果 MOSFET 开启,它的漏源电阻会非常低。因此,这可能证明 ESD pike 通过而不是另一端的 TVS 二极管是一条有吸引力的路径。我是否也应该在这里添加 TVS 二极管?如果是这样,哦,男孩,还有 72 个二极管!

1个回答

输入上的 TVS 很有意义,您的布局看起来也很合理。问题是你想走多远才能获得什么级别的保护?这是一个概率游戏。只有 TVS 应该处理大多数 ESD 事件。

如果你想走得更远一点,在 TVS之前的每个输入上串联一个电阻,而不是在 TVS 和 CPLD 之间。这为 TVS 提供了一些最小的保证阻抗来对抗。更进一步,在 TVS 上添加一点电容。这将减慢真正快速尖峰的边缘,以便 TVS 可以有效地捕捉它们。它一直在继续,随着每个级别的更高复杂性降低了进一步遇到破坏性事件的可能性。

只有您知道这些板将处于什么环境中,额外板空间的成本以及故障成本。