Uit de testresultaten van verschillende producten blijkt dat deze ESD een zeer belangrijke test is: als de printplaat niet goed is ontworpen en er statische elektriciteit wordt geïntroduceerd, zal het product crashen of zelfs de componenten beschadigen. In het verleden merkte ik alleen dat ESD de componenten zou beschadigen, maar ik had niet verwacht dat ik voldoende aandacht zou besteden aan elektronische producten.

ESD is wat wij vaak elektrostatische ontlading noemen. Uit de geleerde kennis kan worden afgeleid dat statische elektriciteit een natuurlijk fenomeen is, dat meestal wordt gegenereerd door contact, wrijving, inductie tussen elektrische apparaten, enz. Het wordt gekenmerkt door langdurige accumulatie en hoge spanning (kan duizenden volt genereren of zelfs tienduizenden volt statische elektriciteit), laag vermogen, lage stroom en korte actietijd. Als het ESD-ontwerp bij elektronische producten niet goed is ontworpen, is de werking van de elektronische en elektrische producten vaak onstabiel of zelfs beschadigd.

Bij het uitvoeren van ESD-ontladingstests worden meestal twee methoden gebruikt: contactontlading en luchtontlading.

Contactontlading is het direct ontladen van de te testen apparatuur; luchtontlading wordt ook wel indirecte ontlading genoemd, die wordt gegenereerd door de koppeling van een sterk magnetisch veld aan aangrenzende stroomlussen. De testspanning voor deze twee tests is over het algemeen 2KV-8KV en de vereisten zijn per regio verschillend. Daarom moeten we, voordat we gaan ontwerpen, eerst de markt voor het product achterhalen.

De bovenstaande twee situaties zijn basistests voor elektronische producten die niet kunnen werken vanwege elektrificatie van het menselijk lichaam of andere redenen wanneer het menselijk lichaam in contact komt met elektronische producten. De onderstaande figuur toont de luchtvochtigheidsstatistieken van sommige regio’s in verschillende maanden van het jaar. Uit de figuur blijkt dat Lasvegas het hele jaar door de minste luchtvochtigheid heeft. Elektronische producten op dit gebied moeten speciale aandacht besteden aan ESD-bescherming.

De vochtigheidsomstandigheden zijn verschillend in verschillende delen van de wereld, maar als de luchtvochtigheid in een bepaalde regio niet hetzelfde is, is de opgewekte statische elektriciteit ook anders. De volgende tabel bevat de verzamelde gegevens, waaruit blijkt dat de statische elektriciteit toeneemt naarmate de luchtvochtigheid afneemt. Dit verklaart ook indirect de reden waarom de statische vonken die ontstaan ​​bij het uittrekken van de trui in de noordelijke winter erg groot zijn. “

Hoe kunnen we het beschermen, aangezien statische elektriciteit zo’n groot gevaar vormt? Bij het ontwerpen van elektrostatische bescherming verdelen we deze meestal in drie stappen: voorkomen dat externe ladingen in de printplaat terechtkomen en schade veroorzaken; voorkomen dat externe magnetische velden de printplaat beschadigen; schade door elektrostatische velden te voorkomen.

Bij het daadwerkelijke circuitontwerp zullen we een of meer van de volgende methoden gebruiken voor elektrostatische bescherming:

1

Lawinediodes voor elektrostatische bescherming
Dit is ook een methode die vaak wordt gebruikt bij het ontwerpen. Een typische aanpak is om een ​​lawinediode parallel met de aarde te verbinden op de sleutelsignaallijn. Bij deze methode wordt gebruik gemaakt van de lawinediode om snel te reageren en de mogelijkheid te hebben om de klemming te stabiliseren, waardoor de geconcentreerde hoge spanning in korte tijd kan worden verbruikt om de printplaat te beschermen.

2

Gebruik hoogspanningscondensatoren voor circuitbeveiliging
Bij deze benadering worden keramische condensatoren met een weerstandsspanning van minimaal 1,5 KV meestal in de I/O-connector of op de positie van het sleutelsignaal geplaatst en is de verbindingslijn zo kort mogelijk om de inductie van de verbinding te verminderen. lijn. Als een condensator met een lage weerstandsspanning wordt gebruikt, zal deze schade aan de condensator veroorzaken en zijn bescherming verliezen.

3

Gebruik ferrietkralen voor circuitbeveiliging
Ferrietkralen kunnen de ESD-stroom zeer goed verzwakken en kunnen ook straling onderdrukken. Wanneer u met twee problemen wordt geconfronteerd, is een ferrietkraal een zeer goede keuze.

4

Vonkbrug-methode
Deze methode wordt gezien in een stuk materiaal. De specifieke methode is om driehoekig koper te gebruiken met de punten uitgelijnd met elkaar op de uit koper bestaande microstriplijnlaag. Het ene uiteinde van het driehoekige koper is verbonden met de signaallijn en het andere uiteinde is het driehoekige koper. Maak verbinding met de grond. Wanneer er sprake is van statische elektriciteit, zal deze een scherpe ontlading veroorzaken en elektrische energie verbruiken.

5

Gebruik de LC-filtermethode om het circuit te beschermen
Het uit LC bestaande filter kan effectief voorkomen dat de hoogfrequente statische elektriciteit het circuit binnendringt. De inductieve reactantiekarakteristiek van de inductor is goed in het voorkomen dat hoogfrequente ESD het circuit binnendringt, terwijl de condensator de hoogfrequente energie van ESD naar aarde shunt. Tegelijkertijd kan dit type filter ook de rand van het signaal verzachten en het RF-effect verminderen, en zijn de prestaties verder verbeterd in termen van signaalintegriteit.

6

Meerlaags bord voor ESD-bescherming
Als het geld het toelaat, is de keuze voor een meerlaagse plaat ook een effectief middel om ESD te voorkomen. Omdat er bij een meerlaags bord een volledig aardvlak dicht bij het spoor is, kan dit ervoor zorgen dat de ESD sneller naar het laagimpedantievlak koppelt en vervolgens de rol van sleutelsignalen beschermt.

7

Methode voor het achterlaten van een beschermende band aan de rand van de wet op de bescherming van printplaten
Deze methode is meestal om sporen rond de printplaat te tekenen zonder laslaag. Wanneer de omstandigheden het toelaten, sluit u de trace aan op de behuizing. Tegelijkertijd moet worden opgemerkt dat het spoor geen gesloten lus kan vormen, om geen lusantenne te vormen en grotere problemen te veroorzaken.

8

Gebruik CMOS-apparaten of TTL-apparaten met klemdiodes voor circuitbeveiliging
Deze methode maakt gebruik van het isolatieprincipe om de printplaat te beschermen. Omdat deze apparaten worden beschermd door klemdiodes, wordt de complexiteit van het ontwerp bij het daadwerkelijke circuitontwerp verminderd.

9

Gebruik ontkoppelcondensatoren
Deze ontkoppelcondensatoren moeten lage ESL- en ESR-waarden hebben. Voor laagfrequente ESD verkleinen de ontkoppelcondensatoren het lusoppervlak. Door de werking van de ESL wordt de elektrolytfunctie verzwakt, waardoor hoogfrequente energie beter kan worden gefilterd. .

Kortom, hoewel ESD verschrikkelijk is en zelfs ernstige gevolgen kan hebben, kan alleen door het beschermen van de stroom- en signaalleidingen op het circuit effectief worden voorkomen dat de ESD-stroom de PCB binnenstroomt. Onder hen zei mijn baas vaak dat “een goede basis van een bestuur de koning is”. Ik hoop dat deze zin je ook het effect kan geven van het breken van het dakraam.