ESD案例分享——IPP與接地

     最近整改了一個PC項目，客戶對耳機音頻口ESD空氣15kV音頻解碼器沒有聲音輸出而且不能自動恢復。測試位置如（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，右邊是耳機音頻接口。

▲圖2

     硬件PCBA連接如（圖3），耳機座子側的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，型號為BV-FA05ZCD的TVS器件，問題沒有解決。于是我們又嘗試在6層板將壓敏更換為IPP 35A，型號為BV-FA05ZCK的TVS器件，測試PASS；4層板將磁珠改為1kΩ@100MHz，壓敏更換為IPP 35A，型號BV-FA05ZCK的TVS器件，測試PASS。

     接下來對ESD靜電干擾做一些簡單分析，原電路無論是4或6層板，因壓敏的IPP小，觸發(fā)電壓300V以上，因此ESD事件到達器件還來不及響應，較大能量的ESD干擾已經沿著導線傳導至解碼IC，由于IC固有抗擾能力不足引起解碼時序、邏輯錯誤。

     同理，常規(guī)IPP的TVS雖然響應夠快，但IPP小，相對內阻大，后級IC接收到的干擾能量也大。

     而6層板配合較大IPP的TVS，相對內阻小，更多的ESD電流經過TVS泄放到地，6層板地更大，與空間形成的分布電容更大，抖動干擾更小，因此后級解碼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，可以短時間內阻止ESD電流傳導至后級。前面有提到TVS的IPP大，相對內阻小，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干擾進入解碼IC。

     透過這個案例可以發(fā)現(xiàn)，ESD防護電路的性能和TVS性能（IPP）、電路搭配、PCB的地設計都有關系。