6 采用 ISO164x 的简化系统级 ESD 保护设计

在具有端口或可移除节点的系统中，PCB 通过连接器暴露于外界，从而使其容易因静电放电 (ESD) 而损坏。这些系统级 ESD 事件几乎会发生在与人类或外部物品直接或间接接触的任何产品的外部。因此，通常易受 ESD 事件影响的节点是电源线（交流、直流或电池）和通信线（如 RS-485、CAN 或 I2C）等端子和连线，它们需要承受由 IEC 61000-4-2（称为 IEC ESD）标准定义的 ESD 应力水平。必要的 IEC ESD 保护级别因应用而异。

任何终端应用或设备无论加电还是未加电，都可能会发生 ESD 事件，因此模块和连接点应受到 IEC ESD 保护。行业标准是：无论在何处有暴露的端口，这些端口都需要具有 IEC ESD 保护。例如，I2C 和 RS-485 通信端口通常使用连接器附近的外部保护元件来免受 IEC ESD 的影响，如图 6-1 所示。

图 6-1 针对 I²C IEC ESD 的分立式瞬态保护

由于外部 TVS 二极管通常会将电压钳位在器件的最大工作电压 (V_CC) 以上，因此先前的解决方案中包含电阻器以进一步降低电压，保护器件免受损坏，而较高的电阻会降低总线的完整性。

ISO164x 的 I2C 总线引脚上设计了增强型 ESD 保护单元，可支持器件 1 侧高达 10kV 的 HBM ESD 和 2 侧高达 14kV 的 HBM ESD。这种集成保护取代了传统上保护 I2C 器件免受 IEC ESD 影响所必需的分立元件，ISO164x 的集成 ESD 保护通过消除对用于 ESD 保护的 TVS 二极管和大电阻器的需求，使系统设计更容易和更可靠，从而使用业界极高的本地 IEC ESD 性能对其 I2C 热插拔功能进行补充。2 侧上的 I2C 总线引脚可以在器件未上电时承受 8kV 的同侧 IEC ESD 冲击，从而提高热插拔应用的稳健性和系统可靠性。