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PCB布线是ESD防护的一个关键要素，合理的PCB设计可以减少故障检查及返工所带来的不必要成本。在PCB设计中，由于采用了瞬态电压抑止器(TVS)二极管来抑止因ESD放电产生的直接电荷注入，因此PCB设计中更重要的是克服放电电流产生的电磁干扰(EMI)电磁场效应。本文将提供可以优化ESD防护的PCB设计准则。 安规与电磁兼容网资料所有Copyright (c) www.Safetyemc.cn All Rights Reserved.
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电路环路 安规与电磁兼容网资料所有Copyright (c) www.Safetyemc.cn All Rights Reserved.
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电流通过感应进入到电路环路，这些环路是封闭的，并具有变化的磁通量。电流的幅度与环的面积成正比。较大的环路包含有较多的磁通量，因而在电路中感应出较强的电流。因此，必须减少环路面积。 安规与电磁兼容网资料所有Copyright (c) www.Safetyemc.cn All Rights Reserved.
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最常见的环路如图1所示，由电源和地线所形成。在可能的条件下，可以采用具有电源及接地层的多层PCB设计。多层电路板不仅将电源和接地间的回路面积减到最小，而且也减小了ESD脉冲产生的高频EMI电磁场。 安规与电磁兼容网资料所有Copyright (c) www.Safetyemc.cn All Rights Reserved.
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如果不能采用多层电路板，那么用于电源线和接地的线必须连接成如图2所示的网格状。网格连接可以起到电源和接地层的作用，用过孔连接各层的印制线，在每个方向上过孔连接间隔应该在6厘米内。另外，在布线时，将电源和接地印制线尽可能靠近也可以降低环路面积，如图3所示。安规与电磁兼容网资料所有Copyright (c) www.Safetyemc.cn All Rights Reserved.
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减少环路面积及感应电流的另一个方法是减小互连器件间的平行通路，见图4。 安规与电磁兼容网资料所有Copyright (c) www.Safetyemc.cn All Rights Reserved.
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当必须采用长于30厘米的信号连接线时，可以采用保护线，如图5所示。一个更好的办法是在信号线附近放置地层。信号线应该距保护线或接地线层13毫米以内。 安规与电磁兼容网资料所有Copyright (c) www.Safetyemc.cn All Rights Reserved.
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如图6所示，将每个敏感元件的长信号线(>30厘米)或电源线与其接地线进行交叉布置。交叉的连线必须从上到下或从左到右的规则间隔布置。 安规与电磁兼容网资料所有Copyright (c) www.Safetyemc.cn All Rights Reserved.
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电路连线长度 安规与电磁兼容网资料所有Copyright (c) www.Safetyemc.cn All Rights Reserved.
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长的信号线也可成为接收ESD脉冲能量的天线，尽量使用较短信号线可以降低信号线作为接收ESD电磁场天线的效率。 安规与电磁兼容网资料所有Copyright (c) www.Safetyemc.cn All Rights Reserved.
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尽量将互连的器件放在相邻位置，以减少互连的印制线长度。 安规与电磁兼容网资料所有Copyright (c) www.Safetyemc.cn All Rights Reserved.
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地电荷注入 安规与电磁兼容网资料所有Copyright (c) www.Safetyemc.cn All Rights Reserved.
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ESD对地线层的直接放电可能损坏敏感电路。在使用TVS二极管的同时还要使用一个或多个高频旁路电容器，这些电容器放置在易损元件的电源和地之间。旁路电容减少了电荷注入，保持了电源与接地端口的电压差。 安规与电磁兼容网资料所有Copyright (c) www.Safetyemc.cn All Rights Reserved.
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TVS使感应电流分流，保持TVS钳位电压的电位差。TVS及电容器应放在距被保护的IC尽可能近的位置(见图7)，要确保TVS到地通路以及电容器管脚长度为最短，以减少寄生电感效应。 安规与电磁兼容网资料所有Copyright (c) www.Safetyemc.cn All Rights Reserved.