智能门锁ESD管装在输入端还是输出端?
一、电源端口的ESD管布置
位置:必须放在电源输入端子(USB 口、电池弹片、PoE 插座)≤5 mm 处,先于 DC-DC 与 LDO。目的:把静电、插拔浪涌挡在电源总线之外,避免能量灌入后续稳压芯片。
接地:器件地焊盘以 ≥5 mm 宽铜皮直接连主地平面,过孔 ≥4 个,孔径 0.3 mm,禁止经过细走线或分支。
选型:24 V 电池系统选 VRWM=24 V–28 V、Vc≤40 V 的 TVS/ESD 二合一器件;5 V 总线用 VRWM=5 V、Vc≤9.6 V 的器件,满足 AEC-Q101 车规版本更安心。
缓冲距离:ESD 管与被保护 DC-DC 之间预留 10 mm–20 mm 铜长,形成“能量衰减带”,防止残压直接耦合到芯片电源脚。
二、信号端口的ESD管布置
触摸键盘、指纹传感器
位置:放在 FPC 连接器或弹簧片 ≤3 mm 处,位于“静电源”与 MCU GPIO 之间,而非 MCU 之后。
接地:独立过孔打到数字地平面,不与 LED 驱动地共用,避免 ESD 电流串入背光驱动。
选型:0.3 pF、±30 kV 单路 ESD 管(阿赛姆 ESD5C030TA)即可,0.5 ns 响应,不破坏 1 MHz 键盘扫描时序。
刷卡/ NFC 线圈
位置:线圈焊盘正下方,与匹配电容同层布置,距离天线接头 ≤2 mm,防止静电沿同轴线进入射频前端。
接地:直接连射频地焊盘,再用 0 Ω 电阻单点接到数字地,避免天线辐射地环路。
Wi-Fi/蓝牙天线
位置:天线馈电点与 π 型匹配之间,先于射频开关,而非开关之后。
选型:0.06 pF 聚合物 ESD 抑制器或 0.15 pF 硅基 ESD 管(阿赛姆 ESD0R6G001LA),80 GHz 带宽内插损 <0.2 dB,保证 2.4 GHz/5 GHz 天线效率。
电机驱动信号(开锁/闭锁 MOSFET 栅极)
位置:栅极驱动电阻前端,先于驱动 IC,而非驱动 IC 输出端。
接地:与功率地同层,过孔 ≥2 个,0.3 mm 孔径,确保 30 A 浪涌不抬高地电位。
三、特殊情况:接地与布局要求
双层板无完整地层
在 ESD 管下方铺 5 mm×5 mm 铜箔作“本地地岛”,用 4 个过孔连到电池负极铜皮,降低寄生电感。
高压走线(>24 V)与低压 GPIO 间距 ≥2 mm,中间铺地线隔离,防止静电沿板面爬行。
金属外壳与面板
外壳接地螺钉必须落在 ESD 管“本地地岛”上,形成最短泄放路径;禁止把外壳地单独引到电源负极,再把 ESD 地另接数字地,造成“两地电位差”。
键盘金属框与 PCB 地之间用 1 nF/2 kV 高压电容耦合,既满足安规隔离,又给静电提供高频通路。
维修通道预留
若需现场更换,在 ESD 管 3 mm 外留 2.5 mm×1.2 mm 镂空槽,便于热风枪拆卸;同时保留 0402 0 Ω 跳线位,量产时贴跳线,返修时拆下即可吸走器件。
结论
电源端:ESD 管装在“输入端子”侧,先泄放、后供电。
信号端:装在“芯片之前”而非输出端,先钳位、后进入 GPIO/射频/驱动。
接地:统一连主地平面,过孔≥4 个,禁止绕远。
按“先保护、后功能”顺序布局,门锁 ESD 测试一次通过率可从 85 % 提到 99 %,减少现场死机、重启、射频失效率。
浙公网安备 33010602011771号