Farklı ürünlerin test sonuçlarından, bu ESD'nin çok önemli bir test olduğu bulunmuştur: Devre kartı iyi tasarlanmamışsa, statik elektrik tanıtıldığında, ürünün çökmesine veya hatta bileşenlere zarar vermesine neden olur. Geçmişte, sadece ESD'nin bileşenlere zarar vereceğini fark ettim, ancak elektronik ürünlere yeterince dikkat etmeyi beklemiyordum.

ESD, sık sık elektro-statik deşarj dediğimiz şeydir. Öğrenilen bilgilerden, statik elektriğin genellikle temas, sürtünme, elektrikli aletler arasında indüksiyon yoluyla üretilen doğal bir fenomen olduğu bilinebilir. Uzun süreli birikim ve yüksek voltaj (hatta binlerce volt veya on binlerce volt statik elektrik üretimi), düşük güç, düşük akım ve kısa eylem süresi üretebilir. Elektronik ürünler için, ESD tasarımı iyi tasarlanmamışsa, elektronik ve elektrik ürünlerinin çalışması genellikle kararsızdır veya hatta hasar görür.

ESD deşarj testleri yapılırken genellikle iki yöntem kullanılır: temas deşarjı ve hava deşarjı.

Temas deşarjı, test edilen ekipmanı doğrudan deşarj etmektir; Hava deşarjı, güçlü bir manyetik alanın bitişik akım döngülerine bağlanmasıyla üretilen dolaylı deşarj olarak da adlandırılır. Bu iki test için test voltajı genellikle 2kv-8kV'dir ve gereksinimler farklı bölgelerde farklıdır. Bu nedenle, tasarım yapmadan önce, önce ürün için pazarı anlamalıyız.

Yukarıdaki iki durum, insan vücudu elektrifikasyonu veya insan vücudu elektronik ürünlerle temas ettiğinde diğer nedenlerden dolayı çalışamayan elektronik ürünler için temel testlerdir. Aşağıdaki şekil, yılın farklı aylarındaki bazı bölgelerin hava nem istatistiklerini göstermektedir. Lasvegas'ın yıl boyunca en az neme sahip olduğu rakamından görülebilir. Bu alandaki elektronik ürünler ESD korumasına özel dikkat göstermelidir.

Nem koşulları dünyanın farklı bölgelerinde farklıdır, ancak aynı zamanda bir bölgede, hava nemi aynı değilse, üretilen statik elektrik de farklıdır. Aşağıdaki tablo, hava nemi azaldıkça statik elektriğin arttığı görülebildiği toplanan verilerdir. Bu aynı zamanda dolaylı olarak, kuzey kışında süveteri çıkarırken üretilen statik kıvılcımların neden çok büyük olduğunu açıklıyor. "

Statik elektrik bu kadar büyük bir tehlike olduğundan, onu nasıl koruyabiliriz? Elektrostatik koruma tasarlarken, genellikle üç adıma ayırırız: harici yüklerin devre kartına akmasını önleyin ve hasara neden olur; harici manyetik alanların devre kartına zarar vermesini önleyin; Elektrostatik alanlardan hasarı önleyin.

Gerçek devre tasarımında, elektrostatik koruma için aşağıdaki yöntemlerden birini veya daha fazlasını kullanacağız:

1

Elektrostatik koruma için çığ diyotları
Bu aynı zamanda tasarımda sıklıkla kullanılan bir yöntemdir. Tipik bir yaklaşım, bir çığ diyotunu anahtar sinyal çizgisine paralel olarak yere bağlamaktır. Bu yöntem, çığ diyotunu hızlı bir şekilde yanıtlamak ve kenetlemeyi stabilize etme yeteneğine sahip olmaktır, bu da devre kartını korumak için konsantre yüksek voltajı kısa sürede tüketebilir.

2

Devre koruması için yüksek voltajlı kapasitörler kullanın
Bu yaklaşımda, en az 1.5kV'lik bir dayanıklı voltaja sahip seramik kapasitörler genellikle G/Ç konnektörüne veya anahtar sinyalinin konumuna yerleştirilir ve bağlantı hattının endüktansını azaltmak için bağlantı hattı mümkün olduğunca kısadır. Düşük dayanıklı voltajı olan bir kapasitör kullanılırsa, kapasitöre zarar verecek ve korumasını kaybedecektir.

3

Devre koruması için ferrit boncuklar kullanın
Ferrit boncuklar ESD akımını çok iyi zayıflatabilir ve radyasyonu da bastırabilir. İki problemle karşılaştığında, bir ferrit boncuk çok iyi bir seçimdir.

4

Kıvılcım Boşluğu Yöntemi
Bu yöntem bir malzemede görülür. Spesifik yöntem, bakırdan oluşan mikroşerit hattı katmanında birbirleriyle hizalanmış uçlarla üçgen bakır kullanmaktır. Üçgen bakırın bir ucu sinyal çizgisine, diğeri üçgen bakırdır. Yere bağlan. 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 inhibe etmede iyidir, kapasitör ise yüksek frekanslı enerjiyi yere koyar. Aynı zamanda, bu tip filtre ayrıca sinyalin kenarını yumuşatabilir ve RF etkisini azaltabilir ve performans sinyal bütünlüğü açısından daha da iyileştirilmiştir.

6

ESD koruması için çok katmanlı kurulu
Fonlar izin verdiğinde, çok katmanlı bir kurul seçmek de ESD'yi önlemek için etkili bir araçtır. Çok katmanlı kartta, ize yakın bir tam bir zemin düzlemi olduğundan, bu, ESD çiftini düşük empedans düzlemine daha hızlı hale getirebilir ve daha sonra anahtar sinyallerin rolünü koruyabilir.

7

Devre Kurulu Koruma Yasası'nın Çevresinde Koruyucu Bir Bant bırakma Yöntemi
Bu yöntem genellikle kaynak tabakası olmadan devre kartının etrafına izler çizmektir. Koşullar izin verdiğinde, izi muhafazaya bağlayın. Aynı zamanda, bir döngü anteni oluşturmamak ve daha büyük bir sorun yaratmamak için izin kapalı bir döngü oluşturamayacağı belirtilmelidir.

8

Devre koruması için Clamping Diyotları ile CMOS cihazlarını veya TTL cihazlarını kullanın
Bu yöntem devre kartını korumak için izolasyon ilkesini kullanır. Bu cihazlar sıkıştırma diyotları ile korunduğundan, tasarımın karmaşıklığı gerçek devre tasarımında azalır.

9

Ayrıştırma kapasitörleri kullanın
Bu ayrıştırma kapasitörleri düşük ESL ve ESR değerlerine sahip olmalıdır. Düşük frekanslı ESD için, ayrıştırma kapasitörleri döngü alanını azaltır. ESL'nin etkisi nedeniyle, elektrolit fonksiyonu zayıflar, bu da yüksek frekanslı enerjiyi daha iyi filtreleyebilir. .

Kısacası, ESD korkunç olmasına ve hatta ciddi sonuçlar getirebilse de, ancak devredeki güç ve sinyal çizgilerini koruyarak ESD akımının PCB'ye akmasını etkili bir şekilde önleyebilir. Bunlar arasında patronum sık sık “bir tahtanın iyi bir temelinin kral olduğunu” söyledi. Umarım bu cümle size çatı penceresini kırmanın etkisini de getirebilir.