Từ kết quả thử nghiệm của các sản phẩm khác nhau, người ta thấy rằng ESD này là một thử nghiệm rất quan trọng: nếu bảng mạch không được thiết kế tốt, khi điện tĩnh được giới thiệu, nó sẽ khiến sản phẩm bị sập hoặc thậm chí làm hỏng các thành phần. Trước đây, tôi chỉ nhận thấy rằng ESD sẽ làm hỏng các thành phần, nhưng tôi không mong đợi chú ý đủ đến các sản phẩm điện tử.

ESD là những gì chúng ta thường gọi là xả điện tĩnh. Từ kiến ​​thức đã học, có thể biết rằng tĩnh điện là một hiện tượng tự nhiên, thường được tạo ra thông qua tiếp xúc, ma sát, cảm ứng giữa các thiết bị điện, v.v ... Nó được đặc trưng bởi sự tích lũy dài hạn và điện áp cao (có thể tạo ra hàng ngàn volt hoặc thậm chí hàng chục hàng ngàn điện trở. Đối với các sản phẩm điện tử, nếu thiết kế ESD không được thiết kế tốt, hoạt động của các sản phẩm điện tử và điện thường không ổn định hoặc thậm chí bị hư hỏng.

Hai phương pháp thường được sử dụng khi thực hiện các thử nghiệm phóng điện ESD: Xả tiếp xúc và xả khí.

Xả liên lạc là trực tiếp xả các thiết bị được thử nghiệm; Xả không khí còn được gọi là phóng điện gián tiếp, được tạo ra bởi sự kết hợp của một từ trường mạnh với các vòng hiện tại liền kề. Điện áp thử nghiệm cho hai thử nghiệm này thường là 2kV-8kV và các yêu cầu khác nhau ở các vùng khác nhau. Do đó, trước khi thiết kế, trước tiên chúng ta phải tìm ra thị trường cho sản phẩm.

Hai tình huống trên là các thử nghiệm cơ bản cho các sản phẩm điện tử không thể hoạt động do điện khí hóa cơ thể con người hoặc các lý do khác khi cơ thể con người tiếp xúc với các sản phẩm điện tử. Con số dưới đây cho thấy số liệu thống kê độ ẩm không khí của một số khu vực trong các tháng khác nhau trong năm. Nó có thể được nhìn thấy từ hình mà Lasvegas có độ ẩm ít nhất trong suốt cả năm. Các sản phẩm điện tử trong khu vực này nên đặc biệt chú ý đến bảo vệ ESD.

Điều kiện độ ẩm là khác nhau ở các nơi khác nhau trên thế giới, nhưng đồng thời trong một khu vực, nếu độ ẩm không khí không giống nhau, thì điện tĩnh được tạo ra cũng khác nhau. Bảng dưới đây là dữ liệu được thu thập, từ đó có thể thấy rằng tĩnh điện tăng khi độ ẩm không khí giảm. Điều này cũng gián tiếp giải thích lý do tại sao các tia lửa tĩnh được tạo ra khi cởi chiếc áo len vào mùa đông phía bắc là rất lớn. Phạm vi

Vì tĩnh điện là một mối nguy hiểm lớn như vậy, làm thế nào chúng ta có thể bảo vệ nó? Khi thiết kế bảo vệ tĩnh điện, chúng ta thường chia nó thành ba bước: ngăn chặn các điện tích bên ngoài chảy vào bảng mạch và gây ra thiệt hại; Ngăn chặn từ trường bên ngoài làm hỏng bảng mạch; Ngăn chặn thiệt hại từ các trường tĩnh điện.

Trong thiết kế mạch thực tế, chúng tôi sẽ sử dụng một hoặc nhiều phương pháp sau để bảo vệ tĩnh điện:

1

Điốt tuyết lở để bảo vệ tĩnh điện
Đây cũng là một phương pháp thường được sử dụng trong thiết kế. Một cách tiếp cận điển hình là kết nối một diode tuyết lở với mặt đất song song trên đường tín hiệu chính. Phương pháp này là sử dụng diode tuyết lở để đáp ứng nhanh chóng và có khả năng ổn định kẹp, có thể tiêu thụ điện áp cao tập trung trong một thời gian ngắn để bảo vệ bảng mạch.

2

Sử dụng các tụ điện cao thế để bảo vệ mạch
Theo cách tiếp cận này, các tụ gốm có điện áp chịu được ít nhất 1,5kV thường được đặt trong đầu nối I/O hoặc vị trí của tín hiệu chính và đường kết nối càng ngắn càng tốt để giảm độ tự cảm của đường kết nối. Nếu một tụ điện có điện áp chịu được thấp, nó sẽ gây ra thiệt hại cho tụ điện và mất bảo vệ.

3

Sử dụng hạt ferrite để bảo vệ mạch
Hạt Ferrite có thể làm giảm dòng điện ESD rất tốt, và cũng có thể ngăn chặn bức xạ. Khi phải đối mặt với hai vấn đề, một hạt ferrite là một lựa chọn rất tốt.

4

Phương pháp khoảng cách tia lửa
Phương pháp này được nhìn thấy trong một mảnh vật liệu. Phương pháp cụ thể là sử dụng đồng hình tam giác với các đầu được liên kết với nhau trên lớp dòng microstrip bao gồm đồng. Một đầu của đồng hình tam giác được kết nối với đường tín hiệu, và đầu kia là đồng hình tam giác. Kết nối với mặt đất. Khi có điện tĩnh, nó sẽ tạo ra lượng phóng điện và tiêu thụ năng lượng điện.

5

Sử dụng phương pháp bộ lọc LC để bảo vệ mạch
Bộ lọc bao gồm LC có thể làm giảm hiệu quả hiệu quả tĩnh tần số tĩnh khi đi vào mạch. Đặc tính phản ứng cảm ứng của cuộn cảm rất tốt trong việc ức chế ESD tần số cao vào mạch, trong khi tụ điện đẩy năng lượng tần số cao của ESD xuống đất. Đồng thời, loại bộ lọc này cũng có thể làm mịn cạnh của tín hiệu và giảm hiệu ứng RF và hiệu suất đã được cải thiện hơn nữa về tính toàn vẹn tín hiệu.

6

Bảng nhiều lớp để bảo vệ ESD
Khi tiền cho phép, chọn một bảng đa lớp cũng là một phương tiện hiệu quả để ngăn chặn ESD. Trong bảng nhiều lớp, vì có một mặt phẳng mặt đất hoàn toàn gần với dấu vết, điều này có thể làm cho cặp ESD đến mặt phẳng trở kháng thấp nhanh hơn, sau đó bảo vệ vai trò của các tín hiệu chính.

7

Phương pháp để lại một dải bảo vệ ở ngoại vi của luật bảo vệ bảng mạch
Phương pháp này thường là vẽ dấu vết xung quanh bảng mạch mà không cần lớp hàn. Khi điều kiện cho phép, kết nối dấu vết với nhà ở. Đồng thời, cần lưu ý rằng dấu vết không thể tạo thành một vòng kín, để không tạo thành một ăng ten vòng lặp và gây ra rắc rối lớn hơn.

8

Sử dụng các thiết bị CMOS hoặc các thiết bị TTL có điốt kẹp để bảo vệ mạch
Phương pháp này sử dụng nguyên tắc cách ly để bảo vệ bảng mạch. Bởi vì các thiết bị này được bảo vệ bằng cách kẹp các điốt, sự phức tạp của thiết kế bị giảm trong thiết kế mạch thực tế.

9

Sử dụng các tụ điện tách rời
Các tụ điện tách rời này phải có giá trị ESL và ESR thấp. Đối với ESD tần số thấp, các tụ điện tách rời làm giảm diện tích vòng lặp. Do tác dụng của ESL của nó, chức năng điện phân bị suy yếu, có thể lọc tốt hơn năng lượng tần số cao. .

Nói tóm lại, mặc dù ESD là khủng khiếp và thậm chí có thể mang lại hậu quả nghiêm trọng, nhưng chỉ bằng cách bảo vệ các đường nguồn và tín hiệu trên mạch có thể ngăn chặn dòng ESD một cách hiệu quả chảy vào PCB. Trong số đó, ông chủ của tôi thường nói rằng, một nền tảng tốt của một bảng là vua vua. Tôi hy vọng câu này cũng có thể mang lại cho bạn hiệu ứng phá vỡ giếng trời.