Farklı ürünlerin test sonuçlarından, bu ESD'nin çok önemli bir test olduğu anlaşılmaktadır: eğer devre kartı iyi tasarlanmamışsa, statik elektrik geldiğinde ürünün çarpmasına ve hatta bileşenlere zarar vermesine neden olacaktır. Geçmişte ESD'nin sadece bileşenlere zarar vereceğini fark ediyordum ancak elektronik ürünlere yeterince önem vereceğimi beklemiyordum.

ESD sıklıkla Elektro-Statik deşarj dediğimiz şeydir. Öğrenilen bilgilerden, statik elektriğin, genellikle elektrikli cihazlar arasındaki temas, sürtünme, indüksiyon vb. yoluyla üretilen doğal bir olay olduğu bilinebilir. Uzun süreli birikim ve yüksek voltaj (binlerce volt üretebilir) ile karakterize edilir. hatta onbinlerce volt statik elektrik), düşük güç, düşük akım ve kısa etki süresi. Elektronik ürünlerde, ESD tasarımı iyi tasarlanmamışsa, elektronik ve elektrikli ürünlerin çalışması çoğu zaman dengesiz hale gelir ve hatta hasar görür.

ESD deşarj testleri yapılırken genellikle iki yöntem kullanılır: temaslı deşarj ve hava tahliyesi.

Kontak deşarjı, test edilen ekipmanı doğrudan deşarj etmektir; Güçlü bir manyetik alanın bitişik akım döngülerine bağlanmasıyla oluşturulan hava deşarjına dolaylı deşarj da denir. Bu iki test için test voltajı genellikle 2KV-8KV'dir ve gereksinimler farklı bölgelerde farklıdır. Bu nedenle tasarım yapmadan önce ürünün pazarını bulmamız gerekiyor.

Yukarıdaki iki durum, insan vücudunun elektronik ürünlerle temas etmesi durumunda insan vücudunun elektriklenmesi veya diğer sebeplerden dolayı çalışamayan elektronik ürünler için temel testlerdir. Aşağıdaki şekil bazı bölgelerin yılın farklı aylarındaki hava nemi istatistiklerini göstermektedir. Şekilden Lasvegas'ın yıl boyunca en az neme sahip olduğu görülmektedir. Bu alandaki elektronik ürünlerde ESD korumasına özellikle dikkat edilmelidir.

Dünyanın farklı yerlerinde nem koşulları farklıdır ancak aynı zamanda bir bölgede havanın nemi aynı değilse üretilen statik elektrik de farklıdır. Aşağıdaki tablo, havanın nemi azaldıkça statik elektriğin arttığının görülebildiği toplanan verilerdir. Bu aynı zamanda kuzey kışında kazak çıkarıldığında ortaya çıkan statik kıvılcımların neden çok büyük olduğunu dolaylı olarak açıklamaktadır. “

Statik elektrik bu kadar büyük bir tehlike olduğuna göre onu nasıl koruyabiliriz? Elektrostatik korumayı tasarlarken genellikle üç adıma ayırırız: harici yüklerin devre kartına akmasını ve hasara neden olmasını önlemek; harici manyetik alanların devre kartına zarar vermesini önleyin; Elektrostatik alanlardan kaynaklanan hasarları önleyin.

Gerçek devre tasarımında elektrostatik koruma için aşağıdaki yöntemlerden bir veya birkaçını kullanacağız:

1

Elektrostatik koruma için çığ diyotları
Bu aynı zamanda tasarımda da sıklıkla kullanılan bir yöntemdir. Tipik bir yaklaşım, çığ diyotunu anahtar sinyal hattına paralel olarak zemine bağlamaktır. Bu yöntem, hızlı tepki vermek ve devre kartını korumak için kısa sürede konsantre yüksek voltajı tüketebilen kenetlenmeyi dengeleme yeteneğine sahip olmak için çığ diyotunu kullanmaktır.

2

Devre koruması için yüksek voltajlı kapasitörler kullanın
Bu yaklaşımda, dayanım gerilimi en az 1,5KV olan seramik kapasitörler genellikle I/O konektörüne veya anahtar sinyalin konumuna yerleştirilir ve bağlantının endüktansını azaltmak için bağlantı hattı mümkün olduğu kadar kısadır. astar. Dayanım gerilimi düşük bir kondansatör kullanılırsa kondansatöre zarar verir ve korumasını kaybeder.

3

Devre koruması için ferrit boncuklar kullanın
Ferrit boncuklar ESD akımını çok iyi zayıflatabilir ve ayrıca radyasyonu da bastırabilir. İki sorunla karşı karşıya kaldığınızda ferrit boncuk çok iyi bir seçimdir.

4

Kıvılcım aralığı yöntemi
Bu yöntem bir malzeme parçasında görülmektedir. Spesifik yöntem, bakırdan oluşan mikroşerit hat katmanı üzerinde uçları birbirine hizalanmış üçgen bakır kullanmaktır. Üçgen bakırın bir ucu sinyal hattına bağlanır, diğer ucu ise üçgen bakırdır. Yere bağlanın. Statik elektrik olduğunda keskin deşarj üretecek ve elektrik enerjisi tüketecektir.

5

Devreyi korumak için LC filtre yöntemini kullanın
LC'den oluşan filtre, yüksek frekanslı statik elektriğin devreye girmesini etkili bir şekilde azaltabilir. İndüktörün endüktif reaktans özelliği, yüksek frekanslı ESD'nin devreye girmesini engellemede iyidir; kapasitör ise ESD'nin yüksek frekanslı enerjisini toprağa yönlendirir. Aynı zamanda bu tip filtre, sinyalin kenarını da yumuşatıp RF etkisini azaltabilir ve sinyal bütünlüğü açısından performans daha da iyileştirilir.

6

ESD koruması için çok katmanlı kart
Fonlar izin verdiğinde, çok katmanlı bir kartın seçilmesi de ESD'yi önlemenin etkili bir yoludur. Çok katmanlı kartta, ize yakın tam bir toprak düzlemi bulunduğundan, bu, ESD'nin düşük empedans düzlemine daha hızlı bağlanmasını sağlayabilir ve ardından anahtar sinyallerin rolünü koruyabilir.

7

Devre kartı koruma kanununun çevresine koruyucu bant bırakma yöntemi
Bu yöntem genellikle devre kartının etrafına kaynak katmanı olmadan izler çizmek içindir. Koşullar izin verdiğinde izi muhafazaya bağlayın. Aynı zamanda, bir döngü anteni oluşturup daha büyük sorunlara neden olmamak için izin kapalı bir döngü oluşturamayacağına da dikkat edilmelidir.

8

Devre koruması için CMOS cihazları veya kenetleme diyotlu TTL cihazları kullanın
Bu yöntem devre kartını korumak için izolasyon ilkesini kullanır. Bu cihazlar kenetleme diyotları ile korunduğundan, gerçek devre tasarımında tasarımın karmaşıklığı azaltılmıştır.

9

Dekuplaj kapasitörlerini kullanın
Bu dekuplaj kapasitörlerinin ESL ve ESR değerlerinin düşük olması gerekmektedir. Düşük frekanslı ESD için dekuplaj kapasitörleri döngü alanını azaltır. ESL'nin etkisi nedeniyle elektrolit işlevi zayıflar ve bu da yüksek frekanslı enerjiyi daha iyi filtreleyebilir. .

Kısacası, ESD korkunç olmasına ve hatta ciddi sonuçlara yol açabilmesine rağmen, yalnızca devre üzerindeki güç ve sinyal hatlarını koruyarak ESD akımının PCB'ye akmasını etkili bir şekilde önleyebilirsiniz. Bunların arasında patronum sık sık "tahtanın iyi temellendirilmesinin kral olduğunu" söylerdi. Umarım bu cümle size çatı penceresini kırma etkisini de getirebilir.