Результаты испытаний различных продуктов показывают, что этот ESD является очень важным тестом: если печатная плата плохо спроектирована, то появление статического электричества приведет к сбою продукта или даже повреждению компонентов. Раньше я только замечал, что электростатический разряд повреждает компоненты, но не ожидал, что уделяю достаточно внимания электронным продуктам.

ЭСР – это то, что мы часто называем электростатическим разрядом. Из полученных знаний можно узнать, что статическое электричество — это естественное явление, которое обычно возникает в результате контакта, трения, индукции между электроприборами и т. д. Оно характеризуется длительным накоплением и высоким напряжением (может генерировать тысячи вольт). или даже десятки тысяч вольт статического электричества) ), малая мощность, малый ток и малое время действия. Для электронных продуктов, если конструкция ESD не разработана должным образом, работа электронных и электрических продуктов часто нестабильна или даже повреждена.

При проведении испытаний на разряд ESD обычно используются два метода: контактный разряд и воздушный разряд.

Контактный разряд предназначен для непосредственного разряда испытуемого оборудования; Воздушный разряд также называют непрямым разрядом, который возникает в результате взаимодействия сильного магнитного поля с соседними токовыми петлями. Испытательное напряжение для этих двух тестов обычно составляет 2–8 кВ, и в разных регионах требования различаются. Поэтому, прежде чем проектировать, мы должны сначала выяснить рынок сбыта продукта.

Вышеупомянутые две ситуации являются базовыми испытаниями электронных продуктов, которые не могут работать из-за электризации человеческого тела или по другим причинам, когда человеческое тело вступает в контакт с электронными продуктами. На рисунке ниже представлена ​​статистика влажности воздуха некоторых регионов в разные месяцы года. Из рисунка видно, что в Ласвегасе наименьшая влажность в течение всего года. Электронные продукты в этой области должны уделять особое внимание защите от электростатического разряда.

Условия влажности различны в разных частях мира, но в то же время в регионе, если влажность воздуха не одинакова, генерируемое статическое электричество также будет разным. В следующей таблице представлены собранные данные, из которых видно, что статическое электричество увеличивается по мере уменьшения влажности воздуха. Это также косвенно объясняет причину, по которой статические искры, возникающие при снятии свитера северной зимой, очень велики. «

Поскольку статическое электричество представляет собой огромную опасность, как мы можем его защитить? При проектировании электростатической защиты мы обычно разделяем ее на три этапа: предотвращение попадания внешних зарядов на печатную плату и нанесения повреждений; предотвратить повреждение печатной платы внешними магнитными полями; предотвратить повреждение от электростатических полей.

В реальном проектировании схемы мы будем использовать один или несколько из следующих методов электростатической защиты:

1

Лавинные диоды для электростатической защиты
Этот метод также часто используется в дизайне. Типичный подход заключается в подключении лавинного диода к земле параллельно ключевой сигнальной линии. Этот метод заключается в использовании лавинного диода для быстрого реагирования и способности стабилизировать зажим, который может за короткое время потреблять концентрированное высокое напряжение для защиты печатной платы.

2

Используйте высоковольтные конденсаторы для защиты цепи.
При таком подходе керамические конденсаторы с выдерживаемым напряжением не менее 1,5 кВ обычно размещаются в разъеме ввода-вывода или в положении ключевого сигнала, а линия подключения делается как можно короче, чтобы уменьшить индуктивность соединения. линия. Использование конденсатора с низким выдерживаемым напряжением может привести к повреждению конденсатора и потере его защиты.

3

Используйте ферритовые шарики для защиты цепи.
Ферритовые бусины могут очень хорошо ослаблять ток электростатического разряда, а также подавлять излучение. При наличии двух проблем ферритовая бусина является очень хорошим выбором.

4

Метод искрового разрядника
Этот метод виден на куске материала. Конкретный метод заключается в использовании треугольной меди с кончиками, совмещенными друг с другом, на слое микрополосковой линии, состоящем из меди. Один конец треугольной меди подключен к сигнальной линии, а другой — треугольной меди. Подключитесь к земле. Когда есть статическое электричество, оно производит резкий разряд и потребляет электрическую энергию.

5

Используйте метод LC-фильтра для защиты цепи
Фильтр, состоящий из LC, может эффективно уменьшить попадание высокочастотного статического электричества в цепь. Характеристика индуктивного реактивного сопротивления дросселя хорошо предотвращает попадание высокочастотного электростатического разряда в цепь, в то время как конденсатор шунтирует высокочастотную энергию электростатического разряда на землю. В то же время этот тип фильтра также может сглаживать фронт сигнала и уменьшать радиочастотный эффект, а производительность еще больше улучшилась с точки зрения целостности сигнала.

6

Многослойная плата для защиты от электростатического разряда
Если позволяют средства, выбор многослойной платы также является эффективным средством предотвращения электростатического разряда. В многослойной плате, поскольку рядом с дорожкой имеется полная заземляющая плоскость, это может ускорить соединение ESD с плоскостью с низким импедансом, а затем защитить роль ключевых сигналов.

7

Способ оставления защитной полосы по периферии закона о защите печатной платы
Этот метод обычно заключается в нанесении следов вокруг печатной платы без сварочного слоя. Если позволяют условия, подсоедините провод к корпусу. В то же время следует отметить, что трасса не может образовывать замкнутый контур, чтобы не образовываться рамочная антенна и не создавать больших проблем.

8

Используйте устройства CMOS или устройства TTL с фиксирующими диодами для защиты цепи.
Этот метод использует принцип изоляции для защиты печатной платы. Поскольку эти устройства защищены фиксирующими диодами, сложность конструкции реальной схемы снижается.

9

Используйте развязывающие конденсаторы
Эти развязывающие конденсаторы должны иметь низкие значения ESL и ESR. При низкочастотном электростатическом разряде развязывающие конденсаторы уменьшают площадь контура. Из-за эффекта ESL функция электролита ослабляется, что позволяет лучше фильтровать высокочастотную энергию. .

Короче говоря, хотя ЭСР ужасен и может даже привести к серьезным последствиям, но только защита силовых и сигнальных линий в схеме может эффективно предотвратить протекание тока ЭСР в печатную плату. Среди них мой начальник часто говорил, что «хорошее заземление доски – это король». Я надеюсь, что это предложение также может вызвать у вас эффект разбитого светового люка.