esd保护方案怎样解决汽车电路中的esd故障问题？
发布：防静电pc板
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发布时间：2019-9-3
静电放电（esd）可能发生在电绝缘的物体，如一个人由于摩擦而带电和在接触到接地金属物体时突然放电。静电电位可高达30 kv，而由此产生的放电是非常短的，通常为100 ns，峰值电流可高达100 a。我们都以不同的形式经历过esd，当我们走路回家触摸门把手时产生静电，随后被电到。这可能会瞬间疼痛，能量通过空气切割的轻微的蓝色火花用科学解释“相当酷”。但想象一下，当您从车里出来，靠在车身上加油时发生这种情况。进入和离开您的车可能让驱动您的导航和“求助”系统的电子设备受到电击。虽然电击可能不会伤害我们，即使是最轻微的脉冲也会损坏这些系统中的敏感电子，使它们变得无用，而不是“酷”。
例如，gps或全球定位卫星子系统有助于您的车辆共享其位置，从而令某些地图和辅助系统到达您的位置。它由一个天线驱动，通过位于可在车外看到的常见的“鱼鳍”模块内，还有一个gps收发器电路。在一些实施中，该收发器电路位于一个telematics box中，它在当今汽车行业扮演着越来越重要的角色。随着越来越多的互联的车辆进入市场，如4g蜂窝服务、wifi、gps和v2x（车辆之间和车辆与基础设施通信）等特性都将在telematics box内实施。
gps收发器电路常见的器件包括一个集成电路（ic）芯片与相关的射频(rf)前端分立元件如变压器及表面贴装电容器和电阻器。收发器芯片越来越强大，集成了更多的功能，并且通过减小硅工艺的几何尺寸减小了物理尺寸。最后一点在esd的存在等级方面是关键的-行业趋势已趋向采用的工艺几何尺寸越小，芯片组对esd越敏感。这种更高的灵敏度会导致整体更低的系统（ic被置于其中）级esd。
谈谈之前邮件中的esd故障。最终他们换了新的gps收发器ic用于之后的telematics box，不再需要通过所需的iso 10605车载系统esd规范的8kv等级。它们可以通过的最高水平是4kv，这需要oem制造商的豁免和为潜在的现场失效负责。
诊断首先从检查原理图和pcb布局开始，如果看起来一切正常，那么就要开始下一步的实际模块评估了。安森美半导体通常采用一种称为传输线脉冲（tlp）的测试方法，重复测定上升时间、脉冲长度和esd脉冲的总能量。tlp不是通过阻抗不匹配的esd模拟器放电，而是在干净的、50欧姆的环境中放电，让我们“看到”测试器件的钳位电压。
在对该特殊的模块进行tlp测试后，很明显，新的gps收发器的内部esd钳位结构具有很低的导通和钳位电压。由于这些器件大多采用普通齐纳二极管结构，击穿电压7至10v，这使得很难用外部低寄生电容的esd保护器件保护。在这电压点导通，在这个等级的钳位和瞬态贯穿整个脉冲，这些器件可以让大多数的瞬态电流流入无法在更高的8kv脉冲能量生存的gps收发器的内部esd结构。一些集成外部esd保护器件的新板进行了测试，没有一个能够超过所需的存在等级，因为它们都是高压齐纳型结构。
开始谈谈最新的szesd9101p2t5g esd保护器件，它采用安森美半导体的集成可控硅整流器（scr）esd钳位结构的快速导通的esd9000系列。不像旧的齐纳二极管结构，scr结构在相同的7v等级导通，但很快在3ns内重回到极低的2至3v钳位电压。这使得esd脉冲瞬态电流被适当的分流到地面而不被耗散和随后破坏gps收发器ic。在一个新的模块快速连接该器件和esd测试开始获得好的结果，因为szesd9101成功保护了gps通过所需的8kv存在等级。
有了推荐的esd保护器件、tlp的结果以及向上层管理报告8kv通过结果，从而避免潜在的现场故障。虽然它肯定有助于行业领先的esd保护技术，但帮助故障排除并提供深入分析以解决这个问题的是真正的esd专知。我相信这是行业内每个人都在寻求的，以改变现状，解决具有挑战性的问题，最重要的是保持车辆在路上的安全。因此，早晨开始于许多电子邮件，请记住，在某处有人在他们的汽车电路中正在经历一个严重的esd故障，我们将在那里解决问题：每次一个模块。
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