静电放电问题典型案例分析

从这期开始我将带大家进入静电放电问题的典型案例分析，通过具体的实际案例以帮助大家消化前面的知识，并通过典型案例的分析为后面静电放电设计做铺垫。

不知不觉，这个专栏已经更新到第6篇了。后面专栏的文章会整理成PDF电子书，送给付费订阅的读者，方便大家阅读学习。

一、接触放电测试出现系统自动待机问题案例分析（一）

产品形态图

1. 问题现象描述

某Sound Bar产品自带蓝牙功能，可以通过手机连接蓝牙播放音乐，也可以通过USB接口播放音乐。通过手机连接蓝牙播放音乐状态下进行±4KV接触放电时出现蓝牙断连后，快速进入自动待机模式，重新开机可以正常连接蓝牙播放音乐。

根据前面我们学到的知识，首先需要进行问题现象的确认动作。根据问题反馈进行相关的测试确认，问题现象与反馈的现象基本相同。产品自带USB播放功能，连接U盘并通过其播放音乐，进行±4KV接触放电测试时，也会出现快速进入自动待机模式现象，重新开机进入U盘能够正常播放音乐，初步确认蓝牙断连只是表面现象。

2. 问题现象分析

根据产品原理框图可知，MCU电路是整个系统的核心，通过MCU芯片连接蓝牙模块、功放芯片、USB端口，系统使用两颗MCU芯片分别控制低音功放芯片与中高音功放芯片，通过总线连接通讯。

产品原理框图（一） 产品原理框图（二）

系统自动进入待机状态是MCU芯片工作状态异常引起的，而导致MCU芯片异常的条件主要包含如下情形：

产品开关控制信号耦合到静电放电干扰，进入MCU芯片，MCU芯片判断错误，触发系统关机，进入待机模式。

静电放电过程中，MCU芯片供电电压出现跌落，超过MCU芯片供电电压容限，MCU因供电电压不满足工作异常，进入待机模式。

MCU芯片复位信号受到静电放电干扰，触发MCU芯片复位，进入待机模式。

静电放电干扰通过MCU芯片其它信号引脚进入MCU芯片，引起MCU芯片工作状态异常，进入待机模式。

3. 问题分析验证过程

MCU芯片供电电源稳定性分析验证：

系统使用DC12V输入供电，使用12V转5V DC-DC芯片将输入电压降低到5V。

分别使用两颗LDO芯片，将5V电压转换为3.3V、1.8V电压给后端MCU芯片与功放芯片供电。

LDO本身就是线性稳压电源，具有稳压作用，且输出端使用多个10uF电容，出现电压跌落的概率非常低，EN脚开启电压是5V，处于安全设计范围。

5V转3.3V&1.8V LDO电路 12V转5V DC-DC芯片电路

12V转5V DC-DC芯片EN脚开启电压设计安全，反馈环路设计稳定，且输出端使用100uF电解电容稳压，出现电压跌落的可能性很低，静电放电过程中测试5V输出电压稳定未出现跌落，排除5V电压跌落的可能性。

MCU芯片复位电路

MCU芯片复位电路稳定性验证：

根据复位电路原理图设计可知，复位电路是采用RC电路，上电时电容充电复位信号的电平被拉低，电容充满电后复位信号恢复高电平，即系统完成复位动作。

用镊子短路复位信号上电容C103,观察出现的问题现象同静电放电时出现的异常现象完成相同。

检查复位信号PCB Layout布线设计，其上拉电阻靠近芯片引脚放置没有问题，而电容C103却远离芯片引脚放置，不符合复位信号布线设计规范。

复位信号PCB Layout布线

在复位信号靠近芯片引脚处增加0.1uF/16V滤波电容重新进行静电放电测试时，系统进入自动待机问题消失，确认是复位信号受到静电放电骚扰。

审核编辑：汤梓红