随着安防行业的蓬勃发展，DVR产品越来越普及，其可靠性也提上日程，尤其是ESD和浪涌的防护。在印度、巴西等雷暴很频繁的地区，DVR没有良好的防护设计，会给公司造成很大的损失。

这里分析几个在我们产品设计中遇到的案例。

在这之前，先罗嗦几句，传统的“问题解决办法”已经过时，“系统法”正在逐步建立，在这里要鸣谢深圳市瞬雷电子有限公司为我们提供的所有服务，尤为重要的是“系统法”的提供与实践者。

案例1：VGA电路防护

如图电路板A/B：为VGA端口的静电防护，选择的静电保护器件为：TUSD03FB (具体资料可查询www.spsemi.cn 网站)，测试条件为：接触放电8KV .测试结果如下：A板Pass ,B 板NG.

上图1电路板A和电路板B的原理图设计一致，实验结果是电路板B的防护等级明显降低。

图1电路板A黄色线是需要防护的线路，周围有地线做保护，绿色星形圆孔是单板接外壳的接地孔，电路板B的白色线是需要防护的线路。这两块单板都是四层板，防护器件都在top层，第二层是地平面，第一层和第二层之间的绝缘介质只有3.2mil。ESD实验的时候TVS把能量泻放到第二层的地平面，然后再通过接地孔泻放到金属外壳上，由于绝缘介质很薄，能量在地平面传输的过程中很容易耦合到第一层的信号上。电路板A很显然泻放通道是最顺畅的对其他信号的干扰最小，电路板B的泻放通道不太顺畅，对其他信号干扰的概率增大。

所以结构接地孔的设计对ESD的防护有很大的影响。

“系统法”中具体表现为：

（1） 地位置的排放，明确了耦合路径，而选择一个较好的耦合路径为问题的解决起到事半功倍的效果。

（2） 其次，由于对静电的特性不了解，所以在布局上，没有考虑进去，所以“系统解决法”的好处就在这里。

案例二：后面板PCB设计问题

图2是DVR产品中的功能后板，此板一般采用二层PCB板设计，图2红色框是此板和主板的连接器同时还有众多连接摄像机的BNC连接器。由于布局的要求很多信号从单板的右端连接到左端或者说单板左端的线密度大而右边的线密度较小。在ESD实验的时候发现右端的接口较容易过，左端很难通过。

通过对PCB设计分析发现很多信号线穿过放电管的区域。如图3所示，黄色高亮的信号线连接到一个放电管上，但是此放电管的bottom层有很多的信号线，放电管的接地端又没有良好的接地泻放平面。这样造成了对其他信号很强的耦合干扰。

针对以上情况使用很粗的线缆与放电管以及BNC的接地脚和外壳端接在一起，同时BNC又和结构的外面壳焊接在一起。这样给ESD和浪涌信号一个最顺畅的泻放通道。

“系统法”中具体表现为：

1、 接地阻抗的连续性，如接地阻抗大，那么对地泻放时，PCB 上地层的电压就会升高，由于dv/dt 变化很快，任何的寄生参数就不能不考虑，电压大对其他信号线及信号层耦合的可能性就变大，影响其耦合的四大因素有：时间、距离、角度、频率。

2、 其次，电压大时，如何成功将其转化为电流，这就是选择防护器件的必要性，如电流很大，接地阻抗连续性差，即接地阻抗较大，又会转换为电压，所以二者之间是相辅相成。

3、 其次和上述案例一样，就是地层与信号线之间的耦合问题，所以作为泻放地，在一级防护器件之后，在短距离内是不宜靠近信号线或其他参考层。所以“分地”的好处就在这里。时而“分”时而“合”既兼顾又统一。

案例三：主板上二级防护的必要性

下图对第10通道进行ESD实验可以通过；对第3通道进行ESD实验，第10通道受到第3通道的耦合，但是第10通道的防护器件远离耦合点（图5黄色高亮器件是第10通道的防护器件），使得第10通道的防护器件对于第3通道的耦合干扰无法发挥作用，从而影响主板上第10通道的正常工作。此时需要在主板上进行第2级防护。

下图D1是后面板上的第1级防护，D2是主板上的第2级防护。这种设计可以在一定程度上解决第3通道对第10通道的干扰。

“系统法”中具体表现为：

1、 可维修设计方法得到体现，按照之前的方案，是不需要二级防护的，由于PCB设计中可能出现的问题，所以在这里之前就预留了对地泻放的位置。其次还可以在电路中设计为串联0 欧姆电阻，通过改变电阻的大小，从而改变系统的整体效能。

2、 防静电的总的处理办法为：泻放-----阻-----泻放 ，既满足系统对静电的要求还满足了系统对浪涌的要求，否则将会导致设计失败。