资料介绍
在做原产品的静电(ESD)抗扰度4级试验,即接触放电±8kV时,发现以太网会中断,直到ESD干扰消除后才能恢复正常,如图1所示,这种现象不满足国网、南网标准中“实验过程中,以太网偶尔中断,但能自行恢复”的规定,CLASS B的要求。
有ESD设计经验的人一般都知道静电干扰途径主要为地传导、信号线+电源线+I/O线传输和空间辐射三种。针对以上三种干扰改进ESD设计的方法如下:
1)软件复位设计。增加软件看门狗,主循环坏死就reset;加状态检测判断寄存器/IO口状态是否正确,不对就reset。
2)增加保护目标ESD免疫力,即增强IC本身ESD防护能力,比如内置集成ESD。
3)降低减弱ESD放电对保护目标的冲击强度,比如在IC外围增加TVS管和防静电管等ESD防护器件,割地处理,对地并电容,及缩短走线距离等。
首先以太网芯片属于公司大批量使用的通用芯片,不应替代;其次软件看门狗/reset都已经做了处理,所以方法1和2都不可选,只能选择方法3。查看老版原理图发现原设计并未对以太网模块做所需的防ESD处理,只是在数字电源VCC和interwetten与威廉的赔率体系 电源AVCC上加了TVS管,而关键的差分信号TX+/TX-和RX+/RX-并没有设计ESD防护,所以需在差分信号端增加4个TVS管。
TVS管选型需要考虑以下因素:
1)大批量供货需考虑成本,一般而言,TVS管阵列比增加4个TVS管便宜;
2)封装小,节省Layout空间,方便布局,TVS管阵列会比4个TVS管的体积小很多;
3)ESD防护能力,必须大于国网、南网静电抗扰度4级,即接触放电±8kV,空气放电±15kV;
4)负载电容越低越好,能快速吸收ESD干扰。
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