实例剖析ESD电磁兼容问题
栏目:公司资讯 发布时间:2025-01-27 08:36
ESD对良多电子产物是一个致命硬伤,怎样计划好产物的ESD,是须要花良多时光跟精神来研讨的。上面经由过程多少个实例来跟各人一同分享下。本文援用地点:某智妙手表在侧键邻近打ESD后呈现重复开关机景象依据重复重启的时光断定,相似于长按Power键。检讨Power_On旌旗灯号,发明曾经被连续拉低,Power_On旌旗灯号的道理图如下:为了降本钱,地位1并不贴TVS管,而是用一个电容取代,电容的耐压值是25V。生效的呆板,这个电容曾经短路,能够断定ESD进入壳体,直接打碎了地位1的电容。假如把地位1的电容耐压进步到50V,能抗的ESD枪数目会增多,但终极仍是会坏。这个名目不是防水的,密封性做得很差,以是才有成绩。【处理方式】把地位1的电容换成TVS管,或许地位1不要贴任何货色,在地位2放一个1nF的电容。靠1K电阻+1nF电容来接收ESD能量。别的,在侧键的FPC邻近,增添了GND露铜地区,领导ESD进步入GND。这也是一种低本钱的处理方式,假如ESD能量充足年夜,实测多少乎能够把1K电阻打碎。某智妙手表在USB接口外壳打ESD形成黑屏逝世机成绩充电口是Micro-B型USB接口,打仗放电±10KV,会呈现黑屏,逝世机,闪屏等景象。抓逝世机Log,不发明什么眉目。将USB旌旗灯号一一引出,VBUS,D+,D-都不呈现成绩,打ID管脚,会呈现相似景象。打GND,会很低概率呈现相似景象。遂将成绩定位到ID管脚,跟GND上。细心检讨USB接口附件的Layout,成绩如下:1、USB_ID管脚是悬空的。2、在L3跟L6层,凑近USB接口,有与屏相干的敏感旌旗灯号。悬空的ID管脚是著名要挟,静电积聚到必定水平,确定会对四周放电,二次放电的威力更年夜。USB四周的有敏感旌旗灯号,在打ESD时,邻近的GND电平霎时部分举高,尤其是看到USB接口的屏障壳跟表层相连,四周不十分多的过孔打到内层GND,这愈加重了GND部分电平的进步,这会烦扰到这些敏感旌旗灯号,招致逝世机,黑屏,闪屏成绩。【处理方式】USB的牢固PIN以及GND PIN,只接主GND,不要每一层都接GND。MIPI,LCD_TE,LCD_RST阔别USB接口。某智妙手表屏幕朝下,打后壳会黑屏这是一个SPI接口的表现屏,成绩比拟简略,一个偶尔的机遇发明是SPI旌旗灯号中,CS线被软件强迫拉低,且始终处于低的状况,如许是不可的。实测将CS线的行动改成合乎SPI协定,只在传输数据时拉低,这个黑屏的成绩处理了。某智妙手表在USB的GND PIN上注入打仗-8KV静电,会概率关机起首抓取了Log剖析,不发明什么线索。直接拆开整机,在主板的差别处所的GND,注入ESD,统计关机的次数,得出一个简略的法则,只有在凑近电池BTB的处所,才会大略率呈现,开端断定是ESD烦扰了电池四周的旌旗灯号。电池BTB四周的旌旗灯号有D+,D-,VBUS,MIPI,BAT_ID,BAT_THERM等,一一在这些旌旗灯号上,注入小两级的ESD,比方±2KV,有些旌旗灯号会招致PMU破坏,有些会招致逝世机。只有BAT_ID旌旗灯号会呈现关机的景象。关机有两种可能,一是外部软件流程关机,二是电池忽然失落电。尤其是第二种,每每很轻易疏忽。由于某些情形下,ESD注入两枪,破即就呈现了关机景象,这很像是电池失落电了。电池失落电有两种可能,一是电池维护板维护机制失效,堵截了供电。二是Vbat到PMU的通路被打断。排查了主板上的器件,Vbat的通路经由的都是一些模仿器件,可能性比拟小。咱们直接从主板VBAT飞线,衔接到程控电源上,再打ESD的时间,发明就不会关机了。这进一步阐明,在注入ESD时,是电池自身不输出了。电池维护板的道理图如下:在图中GND上注入+8KV,不成绩,由于左边的TVS接收了年夜局部能量,因为正导游通,钳位电压较低(小于4.4V),电池维护板不触发维护机制。然而假如注入-8KV,TVS管开端反向钳位,霎时的钳位电压较高(年夜于4.4V),超越电池起维护电压,电池触发维护机制,MOS管U2断开,招致关机。下图是TVS管的钳位特征,也能佐证这个论断。留神电池维护板的维护IC,是断定C1两头的电压,来决议能否起维护的。以是要处理这个成绩,须要增年夜C1的容值。实测将C1增年夜到1uF,关机的概率显明下降了。下降了,但不彻底处理成绩,确定另有其余起因。这个起因是先猜出来,而后实验验证的。上文提到只有BAT_ID旌旗灯号会呈现关机的景象。以是猜想静电耦合到了ID管脚,进入PMU招致关机。上面是此次电池维护板的走线,ID的走线与GND有较长的耦合长度,GND上的霎时能量能很快耦合到这根线上,终极直接进入到PMU。固然主板上ID走线也跟GND有很长的耦合间隔,然而主板上的GND与Vbat之间有TVS钳位,GND的电压不至于跳变太凶猛,也不会耦合良多能量到ID线上。反而是电池FPC上的GND电平跳动最年夜,ID线在FPC上耦合的能量更多。FPC改版成如下款式,ID跟GND基础不堆叠地区,能量也不会耦合到ID管脚上,再也不呈现过关机成绩。屏幕朝下,ESD打仗放电后壳,TP生效经检讨,断定是TP IC被打碎。不细心剖析IC破坏的起因,由于发明TP FPC背地的双面导电胶太弱,基本不粘到GND上。TP不很好接地,招致了这个成绩。只有TP接地精良,就确定不会呈现TO IC生效成绩。
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