ZHCAA01B March   2012  – July 2021 MSP430F5131 , MSP430F5132 , MSP430F5151 , MSP430F5152 , MSP430F5171 , MSP430F5172 , MSP430F5212 , MSP430F5214 , MSP430F5217 , MSP430F5219 , MSP430F5222 , MSP430F5224 , MSP430F5229 , MSP430F5232 , MSP430F5234 , MSP430F5237 , MSP430F5239 , MSP430F5242 , MSP430F5244 , MSP430F5247 , MSP430F5249 , MSP430F5252 , MSP430F5253 , MSP430F5254 , MSP430F5255 , MSP430F5256 , MSP430F5257 , MSP430F5258 , MSP430F5259 , MSP430F5304 , MSP430F5308 , MSP430F5309 , MSP430F5310 , MSP430F5324 , MSP430F5325 , MSP430F5326 , MSP430F5327 , MSP430F5328 , MSP430F5328-EP , MSP430F5329 , MSP430F5333 , MSP430F5335 , MSP430F5336 , MSP430F5338 , MSP430F5340 , MSP430F5341 , MSP430F5342 , MSP430F5358 , MSP430F5359 , MSP430F5418 , MSP430F5418A , MSP430F5419 , MSP430F5419A , MSP430F5435 , MSP430F5435A , MSP430F5436 , MSP430F5436A , MSP430F5437 , MSP430F5437A , MSP430F5438 , MSP430F5438A , MSP430F5438A-EP , MSP430F5500 , MSP430F5501 , MSP430F5502 , MSP430F5503 , MSP430F5504 , MSP430F5505 , MSP430F5506 , MSP430F5507 , MSP430F5508 , MSP430F5509 , MSP430F5510 , MSP430F5513 , MSP430F5514 , MSP430F5515 , MSP430F5517 , MSP430F5519 , MSP430F5521 , MSP430F5522 , MSP430F5524 , MSP430F5525 , MSP430F5526 , MSP430F5527 , MSP430F5528 , MSP430F5529 , MSP430F5630 , MSP430F5631 , MSP430F5632 , MSP430F5633 , MSP430F5634 , MSP430F5635 , MSP430F5636 , MSP430F5637 , MSP430F5638 , MSP430F5658 , MSP430F5659 , MSP430F6433 , MSP430F6435 , MSP430F6436 , MSP430F6438 , MSP430F6458 , MSP430F6459 , MSP430F6459-HIREL , MSP430F6630 , MSP430F6631 , MSP430F6632 , MSP430F6633 , MSP430F6634 , MSP430F6635 , MSP430F6636 , MSP430F6637 , MSP430F6638 , MSP430F6658 , MSP430F6659 , MSP430F6720 , MSP430F6720A , MSP430F6721 , MSP430F6721A , MSP430F6723 , MSP430F6723A , MSP430F6724 , MSP430F6724A , MSP430F6725 , MSP430F6725A , MSP430F6726 , MSP430F6726A , MSP430F6730 , MSP430F6730A , MSP430F6731 , MSP430F6731A , MSP430F6733 , MSP430F6733A , MSP430F6734 , MSP430F6734A , MSP430F6735 , MSP430F6735A , MSP430F6736 , MSP430F6736A , MSP430F6745 , MSP430F67451 , MSP430F67451A , MSP430F6745A , MSP430F6746 , MSP430F67461 , MSP430F67461A , MSP430F6746A , MSP430F6747 , MSP430F67471 , MSP430F67471A , MSP430F6747A , MSP430F6748 , MSP430F67481 , MSP430F67481A , MSP430F6748A , MSP430F6749 , MSP430F67491 , MSP430F67491A , MSP430F6749A , MSP430F67621 , MSP430F67621A , MSP430F67641 , MSP430F67641A , MSP430F6765 , MSP430F67651 , MSP430F67651A , MSP430F6765A , MSP430F6766 , MSP430F67661 , MSP430F67661A , MSP430F6766A , MSP430F6767 , MSP430F67671 , MSP430F67671A , MSP430F6767A , MSP430F6768 , MSP430F67681 , MSP430F67681A , MSP430F6768A , MSP430F6769 , MSP430F67691 , MSP430F67691A , MSP430F6769A , MSP430F6775 , MSP430F67751 , MSP430F67751A , MSP430F6775A , MSP430F6776 , MSP430F67761 , MSP430F67761A , MSP430F6776A , MSP430F6777 , MSP430F67771 , MSP430F67771A , MSP430F6777A , MSP430F6778 , MSP430F67781 , MSP430F67781A , MSP430F6778A , MSP430F6779 , MSP430F67791 , MSP430F67791A , MSP430F6779A , MSP430FR2000 , MSP430FR2032 , MSP430FR2033 , MSP430FR2100 , MSP430FR2110 , MSP430FR2111 , MSP430FR2153 , MSP430FR2155 , MSP430FR2310 , MSP430FR2311 , MSP430FR2353 , MSP430FR2355 , MSP430FR2422 , MSP430FR2433 , MSP430FR2475 , MSP430FR2476 , MSP430FR2512 , MSP430FR2522 , MSP430FR2532 , MSP430FR2533 , MSP430FR2632 , MSP430FR2633 , MSP430FR2672 , MSP430FR2673 , MSP430FR2675 , MSP430FR2676 , MSP430FR4131 , MSP430FR4132 , MSP430FR4133 , MSP430FR5041 , MSP430FR5043 , MSP430FR50431 , MSP430FR5720 , MSP430FR5721 , MSP430FR5722 , MSP430FR5723 , MSP430FR5724 , MSP430FR5725 , MSP430FR5726 , MSP430FR5727 , MSP430FR5728 , MSP430FR5729 , MSP430FR5730 , MSP430FR5731 , MSP430FR5732 , MSP430FR5733 , MSP430FR5734 , MSP430FR5735 , MSP430FR5736 , MSP430FR5737 , MSP430FR5738 , MSP430FR5739 , MSP430FR5739-EP , MSP430FR5847 , MSP430FR58471 , MSP430FR5848 , MSP430FR5849 , MSP430FR5857 , MSP430FR5858 , MSP430FR5859 , MSP430FR5867 , MSP430FR58671 , MSP430FR5868 , MSP430FR5869 , MSP430FR5870 , MSP430FR5872 , MSP430FR58721 , MSP430FR5887 , MSP430FR5888 , MSP430FR5889 , MSP430FR58891 , MSP430FR5922 , MSP430FR59221 , MSP430FR5947 , MSP430FR59471 , MSP430FR5948 , MSP430FR5949 , MSP430FR5957 , MSP430FR5958 , MSP430FR5959 , MSP430FR5962 , MSP430FR5964 , MSP430FR5967 , MSP430FR5968 , MSP430FR5969 , MSP430FR5969-SP , MSP430FR59691 , MSP430FR5970 , MSP430FR5972 , MSP430FR59721 , MSP430FR5986 , MSP430FR5987 , MSP430FR5988 , MSP430FR5989 , MSP430FR5989-EP , MSP430FR59891 , MSP430FR5992 , MSP430FR5994 , MSP430FR59941 , MSP430FR6005 , MSP430FR6007 , MSP430FR6035 , MSP430FR6037 , MSP430FR60371 , MSP430FR6041 , MSP430FR6043 , MSP430FR60431 , MSP430FR6045 , MSP430FR6047 , MSP430FR60471 , MSP430FR6820 , MSP430FR6822 , MSP430FR68221 , MSP430FR6870 , MSP430FR6872 , MSP430FR68721 , MSP430FR6877 , MSP430FR6879 , MSP430FR68791 , MSP430FR6887 , MSP430FR6888 , MSP430FR6889 , MSP430FR68891 , MSP430FR6920 , MSP430FR6922 , MSP430FR69221 , MSP430FR6927 , MSP430FR69271 , MSP430FR6928 , MSP430FR6970 , MSP430FR6972 , MSP430FR69721 , MSP430FR6977 , MSP430FR6979 , MSP430FR69791 , MSP430FR6987 , MSP430FR6988 , MSP430FR6989 , MSP430FR69891

 

  1.   商标
  2. 1ESD 简介
    1. 1.1 元件级 ESD 等级
      1. 1.1.1 人体放电模型 (HBM)
      2. 1.1.2 充电器件模型 (CDM)
    2. 1.2 系统级 ESD 等级
    3. 1.3 ESD 波形
  3. 2系统级 ESD 设计通用指南
    1. 2.1 外壳
      1. 2.1.1 外壳开口
      2. 2.1.2 外壳电缆
    2. 2.2 PCB 设计和布局
      1. 2.2.1 示例布局 - 电流环路
    3. 2.3 板载 ESD 保护器件
      1. 2.3.1 简单的无源器件
      2. 2.3.2 ESD 抑制器件
      3. 2.3.3 使用串联电阻提供 ESD 保护
    4. 2.4 电路设计和软件注意事项
      1. 2.4.1 电路设计
      2. 2.4.2 软件注意事项
    5. 2.5 ESD 测试
  4. 3系统高效 ESD 设计 (SEED)
    1. 3.1 系统级 ESD 保护方法
      1. 3.1.1 板载保护 - 初级钳位
      2. 3.1.2 片上保护 - 次级钳位
      3. 3.1.3 两级保护 - 基本 SEED 概念
    2. 3.2 系统级 ESD 设计的 SPICE 仿真方法
  5. 4基于 SEED 的 IEC 保护设计和验证 - 实际案例 1
    1. 4.1 对 IEC 应力波形建模
    2. 4.2 对 TVS 器件建模
    3. 4.3 对 MSP430 I/O 引脚建模
    4. 4.4 隔离阻抗计算
    5. 4.5 SPICE 仿真 – SEED 方法
    6. 4.6 板级验证
  6. 5系统级 ESD 保护 - 实际案例 2
  7. 6总结
  8. 7使用 TLP 参数建模
    1. 7.1 使用 TLP 参数对 TVS 器件建模 [8]
    2. 7.2 使用 TLP 参数对要保护的 IC 接口引脚建模 [8]
  9. 8参考文献
  10.   修订历史记录

5 系统级 ESD 保护 - 实际案例 2

图 5-1 显示了两个基于 MSP430 的实时时钟 (RTC) 板。

左侧基于 MSP430 的 RTC Rev A 板采用了糟糕的布局技术（无 GND 层，位于 32kHz 晶体下方有布线），并且已知会引起系统级 ESD 问题，其中，板上的 MSP430 持续复位，当在 LCD 的顶部引脚上施加 1.5kV 和 3.0kV 的 ESD 脉冲时，有时会出现锁存现象。

为了提高系统级 ESD 稳健性，RTC Rev B 板（见右图）采用了良好的布局技术（与 Rev A 相比，接地层较大）并且在 LCD 信号线上串联了电阻阵列（用红色圆圈标明）。串联电阻限制了通过 LCD 信号到达器件的 ESD 电压，从而降低了系统级 ESD 故障的风险。

GUID-D658116F-5267-4C44-9DE6-4ABC52DA6C9B-low.png图 5-1 基于 MSP430 的实时时钟测试板

对于系统级 ESD 测试，使用 Keytek Minizap ESD 仿真器通过间接放电对 LCD 的顶部引脚施加高压 ESD 冲击，从而模拟人与设备之间的静电放电。表 5-1 列出了 Rev A 和 Rev B 板的测试记录，其中 Rev A 板的 LCD 信号布线上没有串联电阻，而 Rev B 板的 LCD 信号布线上带有串联电阻。

表 5-1 系统级 ESD 性能 - 实际案例 2 结果
Rev A 板
（无接地层）		 Rev B 板（带接地层）
串联电阻 0Ω 0Ω 39Ω 1kΩ
器件持续复位 1.5kV 2.5kV 2.5kV 3.5kV
器件闩锁 3.0kV 3.0kV 3.0kV >12kV

从表 5-1 的结果中可以清楚地看出，通过遵循良好的布局指南并在特定信号上添加额外的保护电路（如外部串联电阻器），将外部 ESD 能量耦合到系统或器件中，可以提高系统的 ESD 稳健性。特别是，增加 Rev B 板上串联电阻的值可以大大提高 ESD 的稳健性。也就是说，设备通过了系统级 ESD 测试，且在电压高达 12kV 时未发生器件闩锁。

注：

由于布局技术不良，Rev A 板出现了晶体时钟故障。在 Rev A 板上，可以注意到，数字信号布线位于 PCB 上的 32kHz 晶体下方。切换这些数字信号会导致 MSP430 片上振荡器生成的晶体时钟发生故障。Rev B 采用了良好的布局技术，因此未出现此故障（也就是说，晶体布局下方没有布线）。更多有关晶体布局注意事项的信息，请参阅应用报告《MSP430 32kHz 晶体振荡器》 [11]。