蓝牙音箱ESD整改案例


一、ESD放电分析:

ESD放电的过程中,会产生瞬间的高电压,大电流和宽带的电磁干扰,以至于电子组件失效、损坏、降低可靠度,大至电子系统设备误动作、损毁,甚至会酿成重大灾难。

二、整改前实验现象:

此次实验对象是一款多功能蓝牙音箱,其有AUX、蓝牙、USBTF卡等模式。在蓝牙模式充电的情况下,设备在进行空气±8KV放电的时候,机器会出现断蓝牙,复位的现象。

三、ESD整改过程:

由于对音箱进行接触放电的时候,发现音箱不会出现类似现象;于是先将PCB板的地定义为完整地;只要将静电导到地上就行;所以第一步措施为:将AUX信号线上串上磁珠,并且对地并联ESD器件。

其基本原理为:

整改好后,重新对音箱进行空气±8KV测试,发现现象有所改善,但是还是没有彻底根除。于是查看PCB原理图,发现机器MCU并没有复位脚。根据实验现象,模拟出现这种现象的状态;最终确认,此状态与将电池插拔一样;于是将目光定与电源上,其中就包括了MCU供电,USB充电口和电池。

再次进行实验,进行空气±8KV放电,放电次数为10次,样机无明显异常现象。整改结束!

四、ESD整改心得:

ESD测试配置描述可以看出,再进行ESD测试时,需要将静电枪的接地线接至参考接地板,EUT放置于参考接地板之上,静电枪放电枪头指向EUT中各种可能会被手触摸到的部位或水平耦合板和垂直耦合板,这就决定了ESD整改测试是一种以共模为主的抗扰度测试,因为ESD电流最终总要流向参考接地板。

从静电放电波形分析,其上升沿时间为0.7ns1ns,根据傅里叶变换可知其频谱宽度能达到300MHZESD器件的响应时间一般为PS级别,所以用ESD器件去防护静电是一种有效的措施。

从静电的脉冲宽度看出,静电的脉冲持续时间很短,其能量比浪涌小很多,所以绝大多数的小功率的ESD整改器件足以满足对其的泄放。

ESD器件其主要是并联在线路上,当静电事件发生的时候,ESD器件能够瞬间导通,给静电提供一条低阻抗的回路。这里需要注意几点:

一、ESD器件的泄放地一定要完整,完整地的定义为长宽比小于3的(没有缝隙、没有开孔)二、ESD器件必须要放在信号线的主路上,不能放在支路上,不然会使得ESD器件的效果大大降低。

三、如果ESD器件是放在高速信号上,一定要考虑ESD结电容对信号的影响程度,信号速率越高,对ESD器件的结电容大小要求越低(即信号速率越高,ESD结电容越低)。

ESD整改

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