От резултатите от тестовете на различни продукти е установено, че този ESD е много важен тест: ако платката не е добре проектирана, когато се въведе статично електричество, това ще доведе до срив на продукта или дори до повреда на компонентите. В миналото забелязах само, че ESD ще повреди компонентите, но не очаквах да обърна достатъчно внимание на електронните продукти.

ESD е това, което често наричаме електростатичен разряд. От наученото знание може да се разбере, че статичното електричество е естествено явление, което обикновено се генерира чрез контакт, триене, индукция между електрически уреди и т.н. Характеризира се с дългосрочно натрупване и високо напрежение (може да генерира хиляди волта или дори десетки хиляди волта статично електричество)), ниска мощност, нисък ток и кратко време на действие. За електронните продукти, ако ESD дизайнът не е добре проектиран, работата на електронните и електрически продукти често е нестабилна или дори повредена.

Обикновено се използват два метода, когато се правят тестове за електростатично разреждане: контактно разреждане и въздушно разреждане.

Контактното разреждане е директно разреждане на тестваното оборудване; въздушният разряд се нарича още индиректен разряд, който се генерира от свързването на силно магнитно поле към съседни токови вериги. Тестовото напрежение за тези два теста обикновено е 2KV-8KV и изискванията са различни в различните региони. Следователно, преди да проектираме, първо трябва да разберем пазара за продукта.

Горните две ситуации са основни тестове за електронни продукти, които не могат да работят поради наелектризиране на човешкото тяло или други причини, когато човешкото тяло влезе в контакт с електронни продукти. Фигурата по-долу показва статистическите данни за влажността на въздуха в някои региони през различните месеци от годината. От фигурата се вижда, че Ласвегас има най-малко влажност през цялата година. Електронните продукти в тази област трябва да обърнат специално внимание на ESD защитата.

Условията на влажност са различни в различните части на света, но в същото време в даден регион, ако влажността на въздуха не е еднаква, генерираното статично електричество също е различно. Следната таблица е събраните данни, от които може да се види, че статичното електричество се увеличава с намаляването на влажността на въздуха. Това косвено обяснява и причината, поради която статичните искри, генерирани при събличане на пуловера през северната зима, са много големи. “

Тъй като статичното електричество е толкова голяма опасност, как можем да го предпазим? Когато проектираме електростатична защита, обикновено я разделяме на три стъпки: предотвратяване на външни заряди от вливане в платката и причиняване на повреда; предотвратяване на външни магнитни полета от повреда на печатната платка; предотвратяване на щети от електростатични полета.

В реалния дизайн на веригата ще използваме един или повече от следните методи за електростатична защита:

1

Лавинни диоди за електростатична защита
Това също е метод, често използван в дизайна. Типичен подход е да свържете лавинен диод към земята паралелно на ключовата сигнална линия. Този метод е да се използва лавинният диод, за да реагира бързо и да има способността да стабилизира затягането, което може да консумира концентрираното високо напрежение за кратко време, за да защити платката.

2

Използвайте високоволтови кондензатори за защита на веригата
При този подход керамичните кондензатори с издържащо напрежение от най-малко 1,5 KV обикновено се поставят в I/O конектора или в позицията на ключовия сигнал, а свързващата линия е възможно най-къса, за да се намали индуктивността на връзката линия. Ако се използва кондензатор с ниско издържано напрежение, това ще доведе до повреда на кондензатора и загуба на защита.

3

Използвайте феритни перли за защита на веригата
Феритните перли могат да намалят ESD тока много добре и могат също така да потиснат радиацията. Когато се сблъскате с два проблема, феритното зърно е много добър избор.

4

Метод на искровата междина
Този метод се вижда в парче материал. Специфичният метод е да се използва триъгълна мед с върхове, подравнени един спрямо друг върху слоя с микролентови линии, съставен от мед. Единият край на триъгълната мед е свързан към сигналната линия, а другият е триъгълната мед. Свържете към земята. Когато има статично електричество, то ще произведе рязък разряд и ще консумира електрическа енергия.

5

Използвайте метода на LC филтъра, за да защитите веригата
Филтърът, съставен от LC, може ефективно да намали високочестотното статично електричество от навлизането във веригата. Характеристиката на индуктивното съпротивление на индуктора е добра при инхибиране на високочестотното ESD от навлизане във веригата, докато кондензаторът шунтира високочестотната енергия на ESD към земята. В същото време този тип филтър може също да изглади ръба на сигнала и да намали RF ефекта, а производителността е допълнително подобрена по отношение на целостта на сигнала.

6

Многослойна платка за ESD защита
Когато средствата позволяват, изборът на многослойна платка също е ефективно средство за предотвратяване на ESD. В многослойната платка, тъй като има пълна заземена равнина близо до следата, това може да накара ESD да се свърже с равнината с нисък импеданс по-бързо и след това да защити ролята на ключовите сигнали.

7

Метод за оставяне на защитна лента по периферията на закона за защита на платката
Този метод обикновено е да се начертаят следи около печатната платка без заваръчен слой. Когато условията позволяват, свържете трасето към корпуса. В същото време трябва да се отбележи, че следата не може да образува затворен контур, за да не образува кръгова антена и да причини по-големи проблеми.

8

Използвайте CMOS устройства или TTL устройства със затягащи диоди за защита на веригата
Този метод използва принципа на изолация за защита на печатната платка. Тъй като тези устройства са защитени от затягащи диоди, сложността на дизайна е намалена в действителния дизайн на веригата.

9

Използвайте разединителни кондензатори
Тези разделителни кондензатори трябва да имат ниски стойности на ESL и ESR. За нискочестотни ESD, отделящите кондензатори намаляват площта на веригата. Поради ефекта на неговия ESL, функцията на електролита е отслабена, което може по-добре да филтрира високочестотната енергия. .

Накратко, въпреки че ESD е ужасно и дори може да доведе до сериозни последствия, но само чрез защита на захранващите и сигналните линии във веригата може ефективно да предотврати протичането на ESD тока в печатната платка. Сред тях моят шеф често казваше, че „доброто заземяване на дъска е кралят“. Надявам се, че това изречение може да ви донесе и ефекта от счупването на таванския прозорец.