智能手机PCB设计中,需要考虑ESD防护的组件

在智能手机产品设计中,需要考虑ESD防护的主要有以下接口或组件: SIM 卡接口 USB 接口 耳机接口 MIC Receiver Speaker LCD 充电接口 Micro SD 接口 串口电池接口 按照不同接口的 ESD状况,划分防护等级。

 

防护等级一:

 

硬件上必须进行 ESD防护 防护

 

等级二:建议进行 ESD防护

 

1.电池接口的ESD 防护 电池接口器件的温度检测信号可采用普通的压敏电阻进行防护。除 TVS进行防护外,还需要在电池电源附近增加 100μF电容。

 

2.SIM卡接口的ESD 防护 SIM 卡的 VCC 过流较小,可以同 SIM 卡其他信号采用同样的防护器件。SIM 卡信号速度较低,且一般不可热插拔,静电防护等级可稍低,在 PCB设计时尽量减少表层走线。

 

3.SD 接口的 ESD防护 SD卡接口防护器件接地尽量靠近卡座管脚。通过卡座机械结构检测卡插拔时,因机械接触的固有原因,会造成 SD_DETECT 信号在边沿出现毛刺,硬件可在靠近此信号处并联10pF左右的电容,同时在软件中作去抖动处理。

 

4.USB接口的 ESD 防护 USB_D+和 USB_D-信号需要保护器件的寄生电容小于 3pF,而VBUS 信号和 Charge信号复用,需要功率高,过流能力强的防护器件。这三路信号的 ESD防护建议采用USB 接口专用防护器件。

 

5.LCD接口以及Camera 的 ESD防护 如果像参考设计一样将 LCD接口封闭在结构构中,受到 ESD的影响可能性较小,针对 ESD防护,需要 LCD的 FPC(Flexible Printed Circuit)有良好的接地,以确保可靠接地。如 LCD直接暴露在人体可接触的范围,则在 LCD接口上需要增加 ESD/EMI器件进行防护。

 

6.耳机接口的ESD 防护 音频信号为低频模拟信号,且电流较小,对防护器件的寄生电容无具体要求,耳机接口的地管脚和屏蔽地管脚需要就近打孔到主地。此外,在 PCB 板上需要做好对高速高频信号空间干扰的防护(高速高频信号需有屏蔽罩保护或者内层走线) ,避免出现 EMI问题,并通过一定的耦合途径影响音频信号。ESD防护器件应尽可能靠近耳机管脚摆放。

 

7.音频其他接口的 ESD防护 在结构外壳无直接的接触点,但是有结构孔对外,存在受到空气放电影响的可能,因此仍然需要做 ESD防护处理。因其信号特性同耳机信号,ESD处理也可以同耳机接口采用 TVS管或压敏电阻,此外,在结构设计时,尽量加大外部静电到达内部管脚的路径,对 ESD保护也很有帮助。

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发布日期:2019年03月04日  所属分类:参考设计