一种经济实用的尖峰电压防护-PCB放电齿
在电子产品的实际应用中,尖峰电压是引发IC损坏、通信异常、设备失效的常见原因。常见的尖峰电压来源包括静电放电(ESD)、热插拔操作、感性负载的突然断开等。这些高能瞬态电压极易耦合到电路中的敏感节点,如IC的I/O管脚,一旦超过其绝对最大额定值,轻则造成逻辑失真,重则直接击穿器件。
为应对这一问题,最常见的手段是在关键信号路径上并联瞬态电压抑制器(TVS),或串联限流电阻来缓冲电压波形。然而,这些常规方案在某些特定场景下存在三大不足:
- TVS寿命有限:TVS器件在经历多次高能冲击后会逐渐老化,其钳位能力衰减,甚至可能失效。
- 影响高速信号质量:TVS的结电容(Cj)对高速数字信号会产生一定影响,尤其在上升沿和下降沿的转换期间,会因电容充放电特性导致信号形状失真,降低数据速率。
- 成本问题:对于成本敏感型消费电子产品,批量应用TVS器件会显著增加BOM成本。
在权衡可靠性、性能和成本之后,一种更为经济而有效的防护手段逐渐受到关注——PCB放电齿结构。
放电齿原理解析:从空气击穿说起
所谓放电齿,是一种通过PCB布线实现的物理放电路径设计,利用空气的电击穿特性在一定条件下实现尖峰能量的旁路泄放。其核心在于在PCB信号来源端和泄放端之