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硕凯蓝牙无线键盘静电整改

2025-10-15

一、 描述

1. 供电USB DC 5V,内置锂电池4.2V

2. 产品外壳是塑胶材质,测试前非整机,没有底壳。

3. 静电测试等级:

① USB接口接触±4KV/10次,空气±8KV/10次

② 键盘按键空气±8KV/10次

③ 触摸板:空气±8KV/10次

 

4. 整改前现象:

①USB接口:测试接触正压在放电时产品会重启,负压测试时产品会重启;测试空气和接触的现象一样。

②键盘按键:测试空气正压偶尔出现重启,负压概率更高。

③触摸板:测试空气正压偶尔出现重启,负压概率更高。

 

二、 分析

1. 静电进到GND影响到电源的参考电压发生变化导致重启

2. 静电辐射耦合到USB的信号线传导到芯片导致重启

3. 静电辐射耦合到触摸信号线传导到芯片导致重启。

4. 静电辐射耦合到按键信号线传导到芯片导致重启。

 

三、 整改思路

主板整改:

  1.USB外壳与GND之间串1000Ω磁珠,对USB接口测试静电,现象重启。

  2.USB外壳与GND之间串10UF瓷片电容,对USB接口测试静电,现象重启。

  3.USB外壳与GND之间串15PF瓷片电容,对USB接口测试静电,现象重启。

  4.1000Ω和15PF瓷片电容并联串后在USB外壳与GND之间,对USB接口测试静电,现象重启。

  5.两颗1000Ω并联后串在USB外壳与GND之间,对USB接口测试静电,现象重启。

  6.保留上面整改,然后在Vbus对GND并单向TVS/SMF5.0A,对USB接口测试静电,现象重启。

  7.BAT对GND并单向TVS/SMF5.0A,对USB接口测试静电,现象重启。

  8.从以上整改现象发现静电枪靠近按键排线比较容易出现重启,为了验证是否跟判定一样,把放电接地线横跨按键排线对放电地线打静电,确实是排线容易辐射耦合静电导致重启,然后在按键排线做屏蔽,没有改善。

  9.去掉按键排线的屏蔽,在主板与键盘金属框架之间贴铜箔,对USB接口测试静电,有很大的改善,偶尔会出现重启。

  10.Vbus和BAT对GND的TVS换成双向的,对USB接口测试静电没有改善。

  11.USB的数据线DIO和CLK之间加ESD/SE05D3D01GN,DIO对Vbus加ESD/SE05D3D01GN,CLK对GND加ESD/SE05D3D01GN,有改善,对USB接口测试静电出现重启的概率变小。

  做完以上整改后开始对键盘按键和触摸板整改,由于按键是连接到主板对按键位置测试空气放电

  跟USB接口现象一样,出现重启概率很低,就直接整改触摸板部分。

 

 

触摸板整改:

1.在触摸板3.3V对GDN加ESD/SE05D3S01GY,对触摸板测试静电,出现重启。

2.在触摸排线做屏蔽,对触摸板测试静电,出现重启。

3.去掉触摸排线的屏蔽,在主板与触摸板之间用铜箔连接,有改善,还是会出现重启。

4.在主板与按键金属框架与触摸板之间用铜箔连接,有改善,出现重启概率低很多。

 

重复验证:

1.按照以上整改后重复对USB接口、按键、触摸板测试验证,还是偶尔会有重启的现象。

2.由于给到的产品不是整机,缺少了底壳,所以把产品反过来底面向上测试,发现把产品反过来后测试没有问题。

3.把产品正放回去,然后再产品地下垫高,模拟装有底壳,测试也没有问题。

  按照此方法重复验证,确认没问题。

 

四、 解决方法

1. USB外壳对GDN串2颗1000Ω磁珠

2. Vbus和BAT对GDN加单向TVS/SMF5.0A

3. DIO与CLK之间加ESD/SE05D3D01GN

4. DIO与Vbus之间加ESD/SE05D3D01GN

5. CLK与GDN之间加ESD/SE05D3D01GN

6. 3.3V与GND之间加ESD/SE05D3S01GY

7. 主板与按键金属框架与触摸板之间加铜箔。

 

修改过的图所示:

图片3.png 

 

五、 总结

1. 外部接口外壳与GND相连的产品测试静电比较容易出现问题的时候应该把接口外壳与GND做隔离

    2. 对GND测试不容易过的产品有可能是参考地不够,导致静电泄放不够,应该增加接地面积