电子产品ESD分析你做好了吗？

静电放电(Electrostatic discharge, ESD)对于电子设备、器件来说是一种近场干扰源,ESD给电子设备、器件带来的干扰或损坏问题日益严重。近年来,国内外报道由静电放电导致的卫星失控,火箭发射失败,飞机失事等恶性事故多达数十起。

在干燥环境中静电放电（ESD）现象是普遍存在的，而且静电荷可以聚集成上万伏特的危险静电源。一旦形成放电贿赂，有事瞬间会形成几十甚至上百安培的电流脉冲，这种放电过程往往在纳秒量级完成，同时伴有强烈的快带电磁辐射。所以，静电放电不仅可以通过传导途径对敏感设备释放能量，而且可以通过空间电磁辐射场把能量传输到附近设备上，从而对敏感设备造成干扰或损伤。

以计算机主机为例，主机机箱接手静电放电电磁脉冲能量后，造成微处理器内寄存器内容发生变化，或程序指令中部分存储比特变化，导致程序进入死循环。静电放电的尖峰干扰使计算机输入或输出瞬态错误信号，造成错误信号在系统内或超出系统进行通信，并通过互连进行错误信息的传递。同时，由于静电放电的电磁干扰，存在存储器内数据发生变化。

为进一步研究静电放电对产品的危害，提高产品对静电放电的防护能力，元王采用CST软件对某机箱产品进行了静电放电效应的仿真研究。

CAE仿真模型

仿真结果

根据IEC-61000-4-2标准定义静电电流

静电释放方式一：

静电接触点

电场分布

敏感IC端口1感应电压

敏感IC端口2感应电压

静电释放方式二：

静电接触点

电场分布

敏感IC端口1感应电压

敏感IC端口2感应电压

结论及优化建议

此机箱上使用的数据交换芯片为低功耗芯片，芯片工作状态转换电压为2.5V，从仿真结果可以看出，芯片敏感信号管脚上的感应电压高达1V，可能会导致信号时序混乱、信号丢失。

建议在芯片的特殊功能管脚（如使能管脚）处并联相应的TVS管，以防静电对数据交换芯片的其他管脚有所冲击，导致设备工作异常。

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