电路静电

『壹』 电路板带电后产生的的静电是正电荷还是负电荷

电路板带电后产生的的静电是正电荷
在同一静电序列中裂握蠢，前后两种物肆陪质紧密接触时，皮桐前者失去电子带正电，后者得到电子带负电。静电是由正负两种电荷组成的，失去电子的原子核成为正电荷，得到电子的原子核成为负电荷.

『贰』 电路板产生的静电对人体是否有伤害

一、静电的危害

不同的环境下，人体携带的静电电压从几伏几百伏到几万伏不等。人手接触电子元器件（导体）会产生静电放电，使器件损坏，降低可靠性；严重时，静电放电造成器件击穿，使产品直接报废。

此外，静电放电过程同时辐射出某种频率下的无线电波，干扰周边微处理器，造成应用程序运行紊乱，严重影响设备的正常工作。

图2 注意静电
因此在日常的生产、工作中需规范操作（包括正确佩戴静电环）；尽量避免人手直接接触电子元器件，特别是在带电状态。

二、静电对核心板反馈回路的影响

以M3352工业级核心板（Cortex-A8内核）为例进行测试（该核心板通过了电磁兼容工业4级试验，包括静电、浪涌、脉冲群、传导骚扰等），在上电状态下，工程师手指触摸图3所示黄色圈注位置，可诱发系统重启现象。这是什么原因呢？

图3 M3352工业级核心板
图3黄色圈注区域（R80，C116，R79，R78）是系统主电源3.3V DC-DC的负反馈及补偿网络（FB部分），如图4所示。

图4 系统电源电路
人手触摸（人体等效电阻等引入干扰）改变反馈回路特性（包括极点发生偏移），造成反馈回路震荡，导致DC-DC输出电压不稳定。

DC-DC的输出电压不稳定，轻者导致系统重启（DC-DC自动调低输出电压），严重时会烧坏电路板主芯片（DC-DC自动调高输出电压），因此主板带电禁止触摸。

图5 主板带电禁止触摸
三、如何预防静电

1、防静电无绳手腕带

图6 防静电无绳手腕带
根据“电晕放电”效应和尖端放电原理，当聚积的电荷超过一定值时因电位差向空间放电，从而达到消除静电的目的。特点：方便、可靠，流动岗位才允许佩戴。静电耗散时间：小于0.5s。

2、防静电手腕带

图7 防静电手腕带
人体皮肤与手腕带上的导静电材料直接接触，当手腕带接地时，通过接地系统将人体运动产生的静电迅速泄放。静电泄放时间：小于0.1s。

3、防静电PU涂层手套

图8 防静电PU涂层手套
防静电PU手套可进一步预防人体静电通过手部接触传导至电路板。手背导电丝间距：10mm。

四、核心板对静电防护措施

工业级核心板对静电的保护措施此处以ZLG致远电子的M3352工业级核心板为例进行说明，如图9所示为M3352核心板，图10为M3352评估板。

M3352采用的是Cortex-A8平台的AM3352，主频800MHz，双CAN、双网口、6串口，工作温度-40℃ ~ +85℃。M3352核心板配合评估底板可从硬件防护和软件防护两个方面进行静电防护。

图9 M3352工业级核心板

图10 M3352评估套件
硬件防护——电磁兼容工业4级

静电放电抗扰度：空气放电±15KV，接触放电±8KV；
电快速瞬变脉冲群：干扰频率5KHz、100KHz，脉冲群时间300（1±20%）ms；
雷击(浪涌)抗扰度：2KV电容耦合与气体放电管耦合，1次/分钟；
传导骚扰抗扰度：3V电容耦合与气体放电管耦合， 试验频率150KHz~ 80MHz。
软件防护——双系统架构设计

操作系统通常存储于Flash中，Flash的频繁擦写易出现坏块，产品的静电干扰、意外掉电易引发操作系统丢失、文件系统损坏。M3352核心板在正常运行的系统外，冗余设计一处备份系统，在Flash正常存储系统的区域出现坏块情况下，备份系统自动启动，确保产品依然能够稳定工作。

『叁』 电路板焊接室如何进行防静电布置

1、做好接地方面的措施：如焊接工作台面铺上防静电垫，防静电垫必须接地。

2、焊接时戴上防静电手环、防静电手套、穿防静电工作服，防静电手环也必须接地。

3、焊接好猜悉的产品在周带兆答蠢慧转时，用防静电周转箱周转。

4、焊接室保持清洁，经常除尘。在接触产品时，最好戴上防静电手套。

『肆』 静电对时钟电路影响

静电会干扰时钟电路，让时钟电路的计时发生紊乱。特别是时钟电路的核心-晶振最怕静电，所以一定要将晶振外壳接地，就是为了防止静电及其他干扰。

『伍』 电路中一般有哪些防静电方法

“静电”和动电（日常生活中的电),没有本质区别,只是在绝缘强度高,可有电容的地方,电荷聚集形版成的权,可以摩擦生成,可以感应生成.对电路破坏是很严重的.
电路中,一般措施都是防止外界静电干扰采取的措施.
1焊接：采取生产线接地,人员接地,增湿,等方法减少静电聚集
2电路：线路进线点采取滤波,加放电管,TVS管,压敏电阻,稳压管,电感等,减少由线路引进的高压脉冲干扰.
3元件：采用经过检验的,可以经过高电压实验的元件（集成电路)
4电源：采取初次级加电容,电阻方式,接地等卸放掉聚集的静电.

『陆』 高压静电发生器电路图

仅供参考：

『柒』 电路板为什么会静电呢

静电是摩擦造成的，特别是在干燥的环境中。主要是人体的移动。风吹网线。此外高压电路也可以造成静电比如说显像管的高压电路

『捌』 如何设计静电防护电路

1. 对于大部分工程师来说，ESD是一种挑战，不仅要保护昂贵的电子元件不被ESD损毁，还要保证万一出现ESD事件后系统仍能继续运行。这就需要对ESD冲击时发生了什么做深入的了解，才能设计出正确的ESD保护电路。

2. 我们的手都曾有过静电放电(ESD)的体验，即使只是从地毯上走过然后触摸某些金属部件也会在瞬间释放积累起来的静电。我们许多人都曾抱怨在实验室中使用 导电毯、ESD静电腕带和其它要求来满足工业ESD标准。我们中也有不少人曾经因为粗心大意使用未受保护的电路而损毁昂贵的电子元件。
   对某些人来说ESD是一种挑战，因为需要在处理和组装未受保护的电子元件时不能造成任何损坏。这是一种电路设计挑战，因为需要保证系统承受住ESD的冲击，之后仍能正常工作，更好的情况是经过ESD事件后不发生用户可觉察的故障。
   

   与人们的常识相反，设计人员完全可以让系统在经过ESD事件后不发生故障并仍能继续运行。将这个目标谨记在心，下面让我们更好地理解ESD冲击时到底发生了什么，然后介绍如何设计正确的系统架构来应对ESD。

3. 将一个电容充电到高电压(一般是2kV至8kV)，然后通过闭合开关将电荷释放进准备承受ESD冲击的“受损”器件(图1)。电荷的极性可以是正也可以是负，因此必须同时处理好正负ESD两种情况。破 坏受损电路的高瞬态电压一般具有几个纳秒的上升时间和大约100纳秒的放电时间。受损电路不同，对正负冲击的敏感性可能也有很大的不同，因此你需 要同时处理好正负冲击。人体模型(HMB)和机器模型(MM)这两种最常见模型之间的区别主要在于串联电阻。人体模型的导电性没有金属那么好。

4. 

   浪涌电流应该被限制，而信号应该保持相对局部地的稳定性。如前所述，HBM和MM之间的性能区别是非常大的。在许多情况下，在TVS器件之前增加一些串联电阻有助于限制电流浪涌，并减少地线反弹。与HBM一样，最终结果是减少系统应力。
   通常带宽限制本身不会解决ESD问题。低通滤波器对小型ESD的衰减也要求60dB至150dB才能消除瞬态电压，这对简单的无源滤波器来说是很难做到的。TVS限压器可以将信号下拉到电源轨之间。
   然后一阶RC电路可以用来保持信号的完整性(图4)。电容也可以稳定相对于局部地的输入电压。这种方法可以很好地保护数量很多的低带宽输入，包括“设置并忘记的”控制线、传感器输入和类似对象。
   虽然我们讨论的大部分内容是保护PCB的输入端口，但输出端口保护也是类似的。TVS限压器和附加电阻在这里也很合适。限制电压有助于防止半导体损坏，并保护具有电压限制的其它部件。
   串联电阻也有助于地的稳定。此外，让ESD浪涌电流远离数字芯片的I/O单元可以防止芯片内部出现地线反弹，从而允许处理器在外部限压器吸收浪涌电流冲击时保持正常工作。

5. 基于多种原因，IC内部的ESD保护功能有些折衷。硅片和金属都针对IC的核心功能作了优化，不适合用于大电流工作。专门的TVS器件使用针对大电流电路优化过的硅片，具有比普通CMOS中的PN结更高的性能。
   另外，具有大电流ESD保护功能的I/O单元会占用相当大的空间，从而推升IC成本。而且IC上的高频引脚通常没办法附加大尺寸的ESD保护电路，因为它会产生容性负载。
   作为一般经验，芯片内部的ESD保护程度只是足以完成IC生产并焊接到PCB上，但缺少应用环境通常需要的鲁棒性保护性能。如果连接需要离开PCB，通常需要利用外部装置进行进一步的保护。

6. 正确设计的通信端口会使用鲁棒性的协议，协议中包含了通用使用循环冗余检查(CRC)编码来测试数据的完整性。以太网、USB和CAN总线都开发了CRC 编码并随数据一起传送。设计正确的接收器将检查CRC编码是否匹配所发送的数据。如果不匹配，表示要么数据要么CRC编码发生了错误，将发出重新发送数据 的请求。
   由于ESD事件持续时间不到100ns，因此CRC检查、验证和重新发送过程通常以不可见的方式处理ESD。最终用户一般从未意识到损坏的信息得到了纠正。其它一些协议的结构中没有保护措施。
   I2C、串行外设接口(SPI)和系统管理总线(SMBus)通信设计在PCB上工作，无法验证和纠正数据。如果有些数据要离开电路板，确保你有方法验证数据的有效性。
   大 多数现代通信路径采用差分方式，即使用某种形式的低压差分信号(LVDS)。每个LVDS连接需要像所有其它信号一样受到TVS保护。磁场隔离(以太网 常用)和共模扼流圈有助于解决由于ESD事件中的地线反弹产生的共模变化问题。在输入信号与PCB不共享同一个地时，应该采取光学隔离或磁场隔离措施。要求完善的数据完整性但不包含误码检查的高速数据流在防止ESD冲击方面难度特别大。理解器件如何提供高于1GB/s的串行数据速率和完整的通信协议保护可以避免这个问题。

7. 离开或进入电路板的任何模拟信号都需要基本的TVS保护。需要考虑连接通道的带宽以判断下一步应采取其它什么措施。大多数模拟控制信号、运动控制系统、音 频和指示灯不需要更多的措施，因为所用器件的响应时间较长。射频前端是通信通道的物理层，由作为协议一部分的检错机制提供自我纠正。硬件只能提供这么多保护。如果系统中心的某个处理器需要完成监听和控制，那么还需要一些选项。这里介绍的技术能使你的处理器不再丢失，或需要经过复位周期。在这个主机控制下到底发生了什么则是需要考虑的另外一回事。一般来说，你需要在处理器代码中编入一些智能，以便它能识别错误的信息并进行正确的处理。通过时分轮询端口可以方便地解决慢速检测和控制线问题。由于ESD事件非常短暂，如果对几个毫秒内的多个样本来说端口上的数据保持稳定，那么系统就不存在ESD这种灾难**件。此外，作为再现过程的一部分，输出可以被刷新。如果处理器是存储器单元这一步是不需要的，但如果数据是通过远程锁定的，那就需要用刷新例程来管理破坏事件。