篇一：交换机 ESD整改 案例
一、 以太网交换设备ESD 案例
某以太网交换设备，为非金属外壳，无接地线，在进行 ESD 接触6KV 实验时，出现PHY 芯片复位，引起丢包，不符合认证要求；详细如下：
1、 EMC 问题描述
LAN 以及WAN 为非金属外壳连接器，其中WAN
带POE 功能，在进行试验时出现如下现象：
1、设备使用适配器进行供电时ESD 测试无异常；
2、设备使用远端POE 交换机供电时，出现PHY 芯片复位，丢数据包；
2、问题分析
根据上述实验现象分析，结合硬件分析发现可能是由于静电耦合至差分线，跳过网口变压器干扰PHY 芯片，造成PHY 芯片复位，分析POE 交换机发现，POE 交换机采用的是1、2、3、6 管脚，经变压器中心抽头取电，如下图所示：
红色为 4578 供电路径蓝色为 1236 供电路径
为了验证耦合路径是1、2、3、6 供电导致干扰到差分线，将设备供电改为4、5、7、8 ，通过上述更改后，ESD 6KV 系统正常，不出现丢包现象；详细的耦合路径如下：
静电通过耦合变压器时，有部分能量会击穿变压器，干扰到 PHY 芯片，导致PHY 芯片复位；在使用适配器或4、5、7、8 供电时，静电能量不经过网口变压器，所以不会干扰至PHY芯片；
3、整改措施
在PHY 芯片与变压器之间的差分线上增加对地TVS 管进行钳位；通过上述整改后，样机顺利通过接触6KV 静电测试；
4、总结
本案例在实验过程中，首先是出现以太网接口指示灯熄灭，随后又亮起来正常工作，明显是由于PHY 芯片复位而导致丢包；我们在分析的过程中对PHY 的复位信号(本文来自：wwW.xIAocAofaNwEn.com 小 草范 文 网:esd案例)也进行了处理，但是没有明显的改善，最后才怀疑到是由于差分线耦合而引起；在进行 ESD 测试时，我们要结合实验现象冷静的分析出现问题的电路以及静电耦合路径，只有在明确干扰路径的情况下才能快速准确的解决问题。
二、
以太网口ESD实验丢包
对100M以太网口静电接触放电8KV，空气15KV，均有丢包现象，数量在100个以内。
如果机壳地与信号不分的情况下，ESD静电是不丢包的。
由此可以分析是：当静电能量过来时，地线不能及时的泄放，大能量继续在机壳地上，使机壳地与信号地形成一个大的电势差。
1、辅助测试材料，如网线，最好使用屏蔽双绞线
2、本身产品结构设计，尽量使静电泄放路径通畅。我们使用的铝合金外壳，而且网口屏蔽金属也是贴合机壳的
问题根源：
3、RJ45管脚与机壳太近
篇二：ESD成长下放飞科技梦想---黄昊宇案例
在
ESD成长中放飞科技梦想
姓名：黄昊宇
班级：六（1）
我的座右铭：只有坚持才能获得最后的成功
六（1）班黄昊宇，今年十一岁了。他的科技小论文《蚯蚓“出逃”的观察和实验探究》在ESD科学实验冯斌老师和丘海兴老师的指导下，先后获得科技创新大赛禅城区赛一等奖，市一等奖，广东省一等奖；除此之外该科技小论文还获得十佳DIV奖、逸仙英才奖，以及第六届全国青少年科学映像节大赛全国一等奖、最佳科学探究纪录片单项奖等。黄昊宇同学的科技小论文获奖层次不断突出重围，层层晋级，正是东鄱小学在ESD的引领下“科技领跑、各育并进”，培养21世纪创新型人才的体现。
黄昊宇同学的ESD成长背后有他的故事。在他的ESD成长感言中，他这样说：“很小的时候，我就是个对任何事物都怀有强烈好奇心的孩子。夏天的夜晚，望着遥远的夜空，繁星满天，我禁不住常常问自己，天到底有多高？天外究竟还有什么？看见小鸟从身边飞过，
我会好奇地问妈妈，小鸟为什么会飞呀？……妈妈也常给我讲一些古代科技名人故事，我常听得如痴如醉。走进学校，从课堂上，书本上，我了解到了 21 世纪是科学发展和技术研发日新月异的世纪。科学无处不在，小至在我们身边，大至充满神秘色彩的宇宙，是多么让人向往。”自ESD进校园以来，科学学科的探究作业更激发了黄昊宇同学的学习探究欲望。每一次的探究作业就是他的“十万个为什么”之旅，就这样在一次又一次的自主探究的过程中，他逐步提高收集资料和相关信息的能力；在一次又一次的课堂小组合作探究中，他逐步提升合作学习能力；在一次又一次的课堂展示中，逐步提升清晰准确的口头表达能力和评价他人观点的能力；科技创新的精神在一次又一次的区域比赛中，培养他结合实际问题创新性解决问题的能力。
黄昊宇同学的可持续学习能力的培养激发他爱科学、爱探究，更重要的是让他明白了学习知识不但在课堂上科学基础知识，还要特别注重对课本以外知识的学习。小小年纪的他还认识到要从日常生活实践中学习有趣直观实用的知识才能为发明创造打下坚实的基础。
近两年来，黄昊宇同学除了参加科技小论文比赛，还参加了科技小发明，例如他的小发明《便携式水杯捆绑带》和《灯光延迟器》曾在青少年科技创新大赛中，获得禅城区一等奖，佛山市获得了一二等奖的好成绩。
科技是人类智慧中最美丽的花朵。相信在ESD的引领下，黄昊宇同学必定一如既往地爱科学、学科学、用科学，为成为21世纪创新型人才放飞和实现一个又一个科技梦想！
篇三：轻松解除ESD之静电干扰
如何省钱、有效又可靠的解决静电干扰，一直是企业比较头疼的问题。静电防护实际就是通过解决方案让静电释放途径可控，在静电释放时避免损坏器件。本文通过探究静电生成机理，解析静电分析原理，提出防护静电的有效方法，并给出针对传导性ESD和辐射性ESD的具体解决方案。找对方法，让静电沿着设定的路径走可以变的很轻松！
静电生成机理
电荷经由放电路径而产生在不同电位之间移转现象，即称此为静电放电现象，简称ESD 。例如某绝缘的导体（螺丝起子）带有足够高电荷,当它靠近有相反电势的集成电路（IC）时，电荷“跨接”，引起静电放电。
静电放电产生的三个条件：
* 电荷的积累，静电荷积累在绝缘体上；
* 静电荷通过接触或感应转移到导体上；
* 充满静电的导体接近一个金属器件，产生放电。
静电危害对象
精密芯片：芯片越来越集成、微小，抗击电压也越来越小，极易受到静电电流影响。
MOS器件：MOS器件每条路径都有自己的放电特性，电位差超过路径间的绝缘物的介电强度，会发生介质击穿，从而损坏电路。
PCB板：ESD电流会直接通过电路板烧毁PCB上对ESD敏感的电路元件。
地线：ESD电流经过地线，若接地材质不良会产生高阻抗，形成高干扰电压，会是接地线路对正常工作电路造成干扰。 对ESD敏感的器件还有有微电子器件，分立半导体器件，电阻器基片，压电晶体以及薄膜电路等。
静电分析原理解析
ESD是一种高能量、宽频谱的电磁干扰，干扰途径主要有两种：
传导性ESD：主要是瞬间接触的大电流造成产品内部电路的误动作或损坏。
辐射性ESD：空间电磁场耦合，其上升时间短，约为0.7~1ns，频谱高达数百MHz，静电放电电流会激烈一定频谱宽度的脉冲能量在空间，产生的电磁场通过寄身电感或电容耦合进敏感电路。
传导性ESD分析原理
对静电电流在电路中防护主要使用一些保护器件，在敏感器件前端构成保护电路，引导或耗散电流。此类保护器件有：陶瓷电容，压敏电阻，TVS管等，下图给出一个保护电路图。
辐射性ESD分析原理
对于静电产生的场对敏感电路产生影响，防护方法主要是尽量减少场的产生和能量，通过结构的改善增加防护能力，对敏感线路实施保护。
对场的保护通常比较困难，在改良实践中探索出了一种叫做等位体的方法。通过有效地架接，是壳体形成电位相同体，抑制放电。事实证明此种方式有效易于实施。
非接地、非导体外壳ESD解决方法：制造ESD地平面和电磁屏蔽。
防护静电的一般方法
* 减少静电的积累（如FPC或者闪存）；
* 使产品绝缘，防止静电发生；
* 对敏感线路提供支路分流静电电流；
* 对放电区域的电路进行屏蔽；
* 减少环路面积以保护电路免受静电放电产生的磁场的影响。
前三条是针对直接放电，后两条是针对关联场的耦合。
人体模型（HBM）
对于企业产品的静电实验发生器采用人体模型，下图为人体电容和阻抗示意图，以及人体模型结构示意图，可知：等效电容：50-250pF，等效电阻：500-10KΩ，放电电压：0-20kV
传导性ESD问题描述与解决方案
某电子产品接触式静电放电的接地改良
电子产品抗击电压为4.7KV，超过4.7KV就会出现蜂鸣器报警，死机现象。实验布置图如下：
问题 措施结果
1、考虑电荷的泄流，改改两线供电为三线供电， 电子产品抗压提高到
善电子产品的整体接地 增加接地线路。 5.8kv
2、考虑提高PCB板接地， 将PCB板接地与外壳和地线相连， 电子产品抗压提高到
改善电子线路的接地 使电荷能首先通过地线导出 7.9kv
3、对打击部分的敏感对敏感点线路利用TVS管接地防 电子产品抗压提高到了
电路RS232串口电路改良 护，提高其抗静电能力 9.3kv
RS232串口电路改良
判定RS232串口9号脚为敏感点。9号脚点都有长导线引出，在工作状态下施加微弱电压，就会报警。选择有效地方式利用TVS管对其进行保护：
* 所用TVS管型号为：P6KE6.8CA
* 如图对九号脚引出的长导线进行了接地改良。抗压大幅提高。
辐射性ESD问题描述与解决方案
某皮带秤的静电改良
某皮带秤在进行电磁兼容抗干扰测试静电放电项目中失败，其测试要求为接触放电6kv，空气放电8kv。现象是进行接触放电打击时存在放电，显示屏有异样，持续打击时会死机，有时可恢复。空气放电时显示屏也会有少许放电，然后死机。机体如下图所示：
在防护静电时，被测物体的外部结构常常起到至关重要的作用。封闭的外壳能有效地对抗静电，使内部电路较少的受到影响。
皮带秤外壳为封闭结构，完全通过测试。内壳部分结构松散，内壳抗压能力为：接触3kV，空气4kV。 由于内壳的结构不良，引起各种放电，剧烈的放电电流会影响参考地电位，使得数字电路逻辑失控，强烈的电磁场会耦合到敏感的信号线，引起信号错位。
考虑改善内壳的链接。利用扁铜带改良其链接。
显示屏周围为敏感地带，由液晶显示和控制电路两部分组成，电路复杂逐一整改不可取。
在间隙中填充绝缘材料，提高放电介质强度，两板平行可视为电容器，电容定义为C=εS/d，其中ε为极板间介质的介电常数，S为极板面积，d为极板间的距离,电容电压为
电荷相同的情况下，电容增大，两板之间的放电电压将变小，从而其抗电压能力提高。测试发现接触放电能力有所提高，位于显示部分上方的薄膜电路通过了空气放电8kV测试。
将内壳与外壳绝缘，内壳不接地。使电荷积累在内壳表面，随着电荷的积累，内壳逐渐形成一个等位体，放电现象消失。 经过以上整改皮带秤通过了接触放电6kV和空气放电8kV的测试。
本博文整理自第八届电路保护与电磁兼容技术研讨会(成都)《企业级ESD解决方案》