ESD案例分享——IPP与接地

     最近整改了一个PC项目，客户对耳机音频口ESD空气15kV音频解码器没有声音输出而且不能自动恢复。测试位置如（图1）

▲图1

      原理如（图2），左边是音频解码芯片，客户串联30欧姆的磁珠，接口采用高VC低IPP封装0402的压敏器件，右边是耳机音频接口。

▲图2

     硬件PCBA连接如（图3），耳机座子侧的PCB客户还尝试做了4层板和6层板，目的是增加地层（增加地面积）。

▲图3

      我们尝试在4层板、6层板将压敏更换为常规IPP 8/20μs 8A，型号为BV-FA05ZCD的TVS器件，问题没有解决。于是我们又尝试在6层板将压敏更换为IPP 35A，型号为BV-FA05ZCK的TVS器件，测试PASS；4层板将磁珠改为1kΩ@100MHz，压敏更换为IPP 35A，型号BV-FA05ZCK的TVS器件，测试PASS。

     接下来对ESD静电干扰做一些简单分析，原电路无论是4或6层板，因压敏的IPP小，触发电压300V以上，因此ESD事件到达器件还来不及响应，较大能量的ESD干扰已经沿着导线传导至解码IC，由于IC固有抗扰能力不足引起解码时序、逻辑错误。

     同理，常规IPP的TVS虽然响应够快，但IPP小，相对内阻大，后级IC接收到的干扰能量也大。

     而6层板配合较大IPP的TVS，相对内阻小，更多的ESD电流经过TVS泄放到地，6层板地更大，与空间形成的分布电容更大，抖动干扰更小，因此后级解码IC表现得更稳定。

     而4层板配合较大阻抗的磁珠，整体阻抗表现得也较大，可以短时间内阻止ESD电流传导至后级。前面有提到TVS的IPP大，相对内阻小，这样的电路搭配能促使ESD电流更多的流向PCB的地，较少的ESD干扰进入解码IC。

     透过这个案例可以发现，ESD防护电路的性能和TVS性能（IPP）、电路搭配、PCB的地设计都有关系。