共模电感解决ESD问题

A-Lin · 发表于 2018-11-29 09:20

EDA365欢迎您登录！

您需要登录才可以下载或查看，没有帐号？注册

x

共模电感解决ESD问题

共模电感在很多工程师的映象中，其主要是用来解决EMI问题；其实根据共模电感的特性，对共模信号有很好的抑制效果，对差模信号几乎无影响。但是对于ESD来说，其也是一种共模干扰，所以在合适的位置用上共模，对ESD很能起到很好的作用。

一、描述：

本次实验的对象是一台儿童类教育机器，因其外部可爱的模样，深受孩子们的喜欢，并且其拥有诸多可以益智的功能，可以对孩子的前期教育有良好的辅助作用。我们在实验的过程中发现，在对其话筒的插口处进行空气放电8KV和对USB金属口进行接触4KV放电的时候，样机很容易出现复位重启的现象。

对端口进行常规的端口防护，如USB口的5V对地并联ASIM ESD（型号：CV0402VT6201T）,DP、DM对地并联ASIM ESD（型号：CV0402VT6030T）。对话筒的信号线上对地并联ASIM ESD（型号：CV0402VT6201T）.在进行ESD测试的时候，发现现象有明显改善，但是还不能满足标准要求。

进一步分析样机结构，我们发现，样机里面有两块PCB板，一块为接口板，一块为主板，接口板和主板之间靠很长的连接线相接（大于20CM）。为判断是从哪些线路影响到样机的，于是我们分别断开各组信号线，我们发现，当将DP,DM信号线断开的时候，样机进行静电放电的时候，无明显异常现象。于是我们在主板端加ASIM共模滤波器（型号：CMF1210DH900MFR）,再进行测试的时候，发现样机也能通过ESD测试。下图为在DP,DM之间串共模滤波器：

二、整改心得

静电放电的过程中，还会伴随着瞬态磁场，走线过长的线路或连接线就很容易成为天线，吸收外界的电磁波，从而在线路上产生感应电动势，进而影响电路的正常工作状态。

ESD放电过程中形成的电流，以共模电流为主。对于减小共模电流最有效的方法之一就是采用共模电感，共模电感对于阻塞和消耗共模电流是有效的，为了提供一个阻抗给共模电流，导线必须缠绕在磁芯上，这样共模电流产生的磁通在磁芯中叠加，而差模电流产生的磁通在磁芯中相减。所以由于差模电流产生的磁通量在磁芯中相互抵消，所以共模电感（理想情况下）不会影响有用信号。