6 采用 ISO164x 的簡(jiǎn)化系統(tǒng)級(jí) ESD 保護(hù)設(shè)計(jì)

在具有端口或可移除節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)中，PCB 通過(guò)連接器暴露于外界，從而使其容易因靜電放電 (ESD) 而損壞。這些系統(tǒng)級(jí) ESD 事件幾乎會(huì)發(fā)生在與人類或外部物品直接或間接接觸的任何產(chǎn)品的外部。因此，通常易受 ESD 事件影響的節(jié)點(diǎn)是電源線（交流、直流或電池）和通信線（如 RS-485、CAN 或 I2C）等端子和連線，它們需要承受由 IEC 61000-4-2（稱為 IEC ESD）標(biāo)準(zhǔn)定義的 ESD 應(yīng)力水平。必要的 IEC ESD 保護(hù)級(jí)別因應(yīng)用而異。

任何終端應(yīng)用或設(shè)備無(wú)論加電還是未加電，都可能會(huì)發(fā)生 ESD 事件，因此模塊和連接點(diǎn)應(yīng)受到 IEC ESD 保護(hù)。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是：無(wú)論在何處有暴露的端口，這些端口都需要具有 IEC ESD 保護(hù)。例如，I2C 和 RS-485 通信端口通常使用連接器附近的外部保護(hù)元件來(lái)免受 IEC ESD 的影響，如圖 6-1 所示。

圖 6-1 針對(duì) I²C IEC ESD 的分立式瞬態(tài)保護(hù)

由于外部 TVS 二極管通常會(huì)將電壓鉗位在器件的最大工作電壓 (V_CC) 以上，因此先前的解決方案中包含電阻器以進(jìn)一步降低電壓，保護(hù)器件免受損壞，而較高的電阻會(huì)降低總線的完整性。

ISO164x 的 I2C 總線引腳上設(shè)計(jì)了增強(qiáng)型 ESD 保護(hù)單元，可支持器件 1 側(cè)高達(dá) 10kV 的 HBM ESD 和 2 側(cè)高達(dá) 14kV 的 HBM ESD。這種集成保護(hù)取代了傳統(tǒng)上保護(hù) I2C 器件免受 IEC ESD 影響所必需的分立元件，ISO164x 的集成 ESD 保護(hù)通過(guò)消除對(duì)用于 ESD 保護(hù)的 TVS 二極管和大電阻器的需求，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)更容易和更可靠，從而使用業(yè)界極高的本地 IEC ESD 性能對(duì)其 I2C 熱插拔功能進(jìn)行補(bǔ)充。2 側(cè)上的 I2C 總線引腳可以在器件未上電時(shí)承受 8kV 的同側(cè) IEC ESD 沖擊，從而提高熱插拔應(yīng)用的穩(wěn)健性和系統(tǒng)可靠性。