З результатів випробувань різних продуктів було виявлено, що цей ESD є дуже важливим тестом: якщо друкована плата неправильно сконструйована, коли вводиться статична електрика, це призведе до збою продукту або навіть до пошкодження компонентів. Раніше я лише помічав, що ESD може пошкодити компоненти, але я не сподівався приділяти достатньо уваги електронним виробам.

ESD - це те, що ми часто називаємо електростатичним розрядом. З отриманих знань можна зрозуміти, що статична електрика — це природне явище, яке зазвичай виникає через контакт, тертя, індукцію між електричними приладами тощо. Воно характеризується довготривалим накопиченням і високою напругою (може генерувати тисячі вольт). або навіть десятки тисяч вольт статичної електрики) ), мала потужність, малий струм і короткий час дії. Для електронних виробів, якщо конструкція ESD не розроблена належним чином, робота електронних та електричних виробів часто є нестабільною або навіть пошкодженою.

Під час тестування електростатичного розряду зазвичай використовують два методи: контактний розряд і повітряний розряд.

Контактний розряд — це безпосереднє розряджання обладнання, що перевіряється; повітряний розряд також називають непрямим розрядом, який генерується зв'язком сильного магнітного поля з сусідніми петлями струму. Випробувальна напруга для цих двох тестів зазвичай становить 2-8 кВ, і вимоги відрізняються в різних регіонах. Тому перед проектуванням ми повинні спочатку визначити ринок для продукту.

Наведені вище дві ситуації є основними тестами для електронних виробів, які не можуть працювати через електризацію тіла людини або з інших причин, коли тіло людини контактує з електронними продуктами. На малюнку нижче наведено статистику вологості повітря окремих регіонів у різні місяці року. З малюнка видно, що Ласвегас має найменшу вологість протягом року. Електронні продукти в цій галузі повинні приділяти особливу увагу захисту від електростатичного розряду.

Умови вологості відрізняються в різних частинах світу, але в той же час в регіоні, якщо вологість повітря неоднакова, статична електрика, що генерується, також різна. У наступній таблиці зібрані дані, з яких видно, що статична електрика зростає зі зниженням вологості повітря. Це також опосередковано пояснює причину, чому статичні іскри, які виникають під час зняття светра взимку на півночі, дуже великі. «

Оскільки статична електрика є такою великою небезпекою, як ми можемо захистити її? При розробці електростатичного захисту ми зазвичай ділимо його на три етапи: запобігання потраплянню зовнішніх зарядів у друковану плату та спричиненню пошкоджень; запобігти пошкодженню друкованої плати зовнішніми магнітними полями; запобігти пошкодженню електростатичними полями.

У фактичному проектуванні схеми ми будемо використовувати один або кілька з наведених нижче методів електростатичного захисту:

1

Лавинні діоди для електростатичного захисту
Цей метод також часто використовується в дизайні. Типовим підходом є паралельне підключення лавинного діода до землі на лінії сигналу ключів. Цей метод передбачає використання лавинного діода для швидкого реагування та здатності стабілізувати затискання, яке може споживати зосереджену високу напругу за короткий час для захисту друкованої плати.

2

Для захисту ланцюга використовуйте високовольтні конденсатори
У цьому підході керамічні конденсатори з витримуваною напругою принаймні 1,5 кВ зазвичай розміщуються в роз’ємі вводу/виводу або в позиції сигналу ключа, а лінія з’єднання є якомога коротшою, щоб зменшити індуктивність з’єднання. лінія. Якщо використовувати конденсатор із низькою витримуваною напругою, це призведе до пошкодження конденсатора та втрати його захисту.

3

Для захисту ланцюга використовуйте феритові кульки
Феритові кульки можуть дуже добре послаблювати електростатичний струм, а також можуть пригнічувати випромінювання. Якщо ви зіткнулися з двома проблемами, феритові кульки є дуже хорошим вибором.

4

Метод іскрового розрядника
Цей метод видно на шматку матеріалу. Конкретний метод полягає у використанні трикутної міді з кінчиками, вирівняними один з одним, на шарі мікросмужкової лінії, що складається з міді. Один кінець трикутної міді підключений до сигнальної лінії, а інший - це трикутна мідь. Підключити до землі. Коли є статична електрика, вона вироблятиме різкий розряд і споживатиме електричну енергію.

5

Щоб захистити схему, використовуйте метод LC-фільтра
Фільтр, що складається з LC, може ефективно зменшити високочастотну статичну електрику від входу в схему. Характеристика індуктивного опору котушки індуктивності добре запобігає потраплянню високочастотного електростатичного розряду в ланцюг, тоді як конденсатор шунтує високочастотну енергію електростатичного розряду на землю. У той же час цей тип фільтра також може згладити край сигналу та зменшити радіочастотний ефект, а продуктивність була додатково покращена з точки зору цілісності сигналу.

6

Багатошарова плата для захисту від електростатичного розряду
Якщо дозволяють кошти, вибір багатошарової плати також є ефективним засобом запобігання електростатичного розряду. У багатошаровій платі, оскільки повна площина заземлення розташована близько до траси, це може змусити електростатичний розряд зв’язуватися з площиною низького імпедансу швидше, а потім захистити роль ключових сигналів.

7

Спосіб залишення захисної смуги на периферії закону захисту друкованої плати
Цей метод зазвичай полягає у малюванні слідів навколо друкованої плати без зварювального шару. Коли дозволять умови, підключіть трасу до корпусу. При цьому слід зазначити, що траса не може утворювати замкнутий контур, щоб не утворювати рамкову антену і не завдавати більших неприємностей.

8

Використовуйте пристрої CMOS або пристрої TTL із затискними діодами для захисту схеми
Цей метод використовує принцип ізоляції для захисту друкованої плати. Оскільки ці пристрої захищені затискними діодами, складність конструкції зменшується у фактичній конструкції схеми.

9

Використовуйте розв'язувальні конденсатори
Ці розв'язувальні конденсатори повинні мати низькі значення ESL і ESR. Для низькочастотного електростатичного розряду розв’язувальні конденсатори зменшують площу петлі. Через ефект його ESL послаблюється функція електроліту, який може краще фільтрувати високочастотну енергію. .

Коротше кажучи, незважаючи на те, що електростатичний розлад є жахливим і навіть може призвести до серйозних наслідків, лише захист силових і сигнальних ліній у схемі може ефективно запобігти надходженню струму електростатичного розряду в друковану плату. Серед них мій бос часто казав, що «хороше заземлення дошки — це король». Я сподіваюся, що це речення також може створити ефект розбитого мансардного вікна.