BLUE-ANT靜電防護方案

方案簡介

無線天線是無線通信系統中不可或缺的組成部分，主要用于輻射和接受無線電波，天線種類按功能可分為接收天線和發射天線，接收天線用于捕獲電磁波并將其轉化為電信號，發射天線用于將電信號轉化為電磁波輻射出去，有傳輸距離遠，信號穩定等優點，適合遠距離無線通信和信號覆蓋，無線天線廣泛應用于各種無線通信設備中，如手機通信，藍牙通信，廣播電視等。

本文主要介紹無線藍牙耳機（TWS）中藍牙接收天線靜電防護方案，由于天線接口長期暴露在空氣中，非常容易受到人體自帶或外殼摩擦的ESD靜電浪涌事件，靜電浪涌容易以接收天線為媒介傳遞到PCB板，導致后端芯片的損壞，引起系統重啟，死機等現象，給后續產品的穩定性與可靠性帶來一定隱患。此方案采用封裝體積小，響應速度快，結電容低的ESD做靜電保護，確保接收到的電信號達到一定的強度，實現信號的有效接收和發送，在不影響數據傳輸的前提下滿足IEC 61000-4-2 Level 4靜電放電防護需求，讓后端的電路得到有效全面的防護，使其適用于各種工業級產品。

BLUE-ANT的ESD防護

在構建藍牙接收天線的ESD（靜電放電）防護體系時需要充分考慮靜電在底板的泄放路徑，以確保靜電能量不會經由天線線路進入無線模塊內部，保證靜電快速地通過所設計的泄放路徑泄放到地。ESD防護在瞬態事件突發時，需憑借超低線間電容來維持電路安全，同時絲毫不減損信號的純凈度與完整性。遭遇ESD沖擊時，電路承受的電壓即等同于ESD防護器件的鉗位電壓，故確保鉗位電壓盡可能低。因此，理想的保護器件應兼具低ESD峰值鉗位電壓和低動態電阻的優越特性，以有效限制電壓尖峰并減少能量損耗。所以，射頻天線在選擇ESD防護器件時需要考慮如下要求：

1. 低電容，防止產生諧波噪聲使得無線模塊的接收靈敏度降低；

2. 經過若干次ESD沖擊后，防護性能不退化且泄漏保持在較低水平；

3. 器件封裝尺寸小，PCB設計空間充足。

應用示例

SELC2F5V1B 和 SELC2F5V1BT是用于防止靜電放電、低等級過壓等瞬態事件的兩款ESD防護器件，工作電壓都為5V，最大峰值電流分別為4A和4.5A，器件均能滿足IEC 61000-4-2 Level 4（±15kV空氣放電、±8kV接觸放電）靜電防護標準及低等級雷擊浪涌防護需求。客戶可根據天線實際情況進行選擇。

型號參數

電氣特性表

At TA = 25℃ unless otherwise noted

表1 SELC2F5V1B電氣特性表

表2 SELC2F5V1BT電氣特性表

總結與結論

由于藍牙接收天線在通信領域中發揮著重要作用，保護IC免受ESD靜電及浪涌損害極為關鍵。ELECSUPER SEMI研發各種低電容低鉗位電壓的ESD和TVS保護器件，可按照客戶需求性能與封裝提供定制化開發服務，為各種接口及通信線路提供值得信賴的保護器件。以上解決方案是保護接收天線的優選之策，確保在電子通信系統中電路能可靠傳輸和穩定運行。

審核編輯 黃宇