Cómo utilizar dispositivos TVS para resolver eficazmente problemas de ESD

1 Diseño estructural del producto

Si la electricidad estática liberada se considera una inundación, entonces las soluciones principales son similares al control del agua, que consiste en "bloquear" y "dragar". Si el producto que diseñamos tiene una carcasa ideal que sea hermética, la electricidad estática no podrá entrar y, por supuesto, no habrá problemas de electricidad estática. Sin embargo, la carcasa real suele tener huecos cuando la tapa está cerrada y muchos tienen piezas decorativas de metal, por lo que debes prestar atención.

Primero, utiliza el método de "bloqueo". Intente aumentar el grosor de la carcasa tanto como sea posible, es decir, aumente la distancia entre la carcasa y la placa de circuito, o aumente la distancia del espacio de aire de la carcasa mediante algunos métodos equivalentes, para evitar o reducir en gran medida la intensidad energética de la ESD.

A través de mejoras estructurales, se puede aumentar la distancia entre el espacio de aire entre la carcasa y el circuito interno, debilitando así en gran medida la energía de ESD. Según la experiencia, la energía de una ESD de 8 kV generalmente se atenúa hasta cero después de pasar una distancia de 4 mm.

En segundo lugar, utilice el método de "dilución" para rociar pintura EMI en el interior de la carcasa. La pintura EMI es conductora y puede considerarse como una capa protectora de metal, que puede conducir la electricidad estática a la carcasa; luego conecta la carcasa a la tierra de la PCB (placa de circuito impreso) para conducir la electricidad estática lejos del suelo. Este método de procesamiento no sólo puede prevenir la electricidad estática, sino también suprimir eficazmente las interferencias EMI. Si hay suficiente espacio, también puede usar un blindaje metálico para proteger el circuito y luego conectar el blindaje metálico al GND de la PCB.

En resumen, hay muchas cosas a las que se debe prestar atención al diseñar una carcasa ESD. La primera es intentar no dejar que ESD entre en el interior de la carcasa y minimizar la energía que entra. caso. Para ESD que ingresa al interior de la caja, intente alejarlo de GND y no permita que dañe otras partes del circuito. Tenga cuidado al utilizar adornos metálicos en la carcasa, ya que pueden provocar resultados inesperados y requerir atención especial.

Diseño de PCB de 2 productos

Las PCB (placas de circuito impreso) de los productos actuales son todas placas de alta densidad, generalmente placas de 4 capas. A medida que aumenta la densidad, la tendencia es utilizar tableros de 6 capas, cuyo diseño siempre ha requerido un equilibrio entre prestaciones y superficie. Por un lado, cuanto mayor sea el espacio, más espacio habrá para colocar componentes. Al mismo tiempo, mayor será el ancho de línea y el espaciado de las líneas, lo que es bueno para EMI, audio, ESD y otros aspectos del rendimiento. . Por otro lado, el diseño compacto de productos digitales es una tendencia y una necesidad. Por lo tanto, es necesario encontrar un punto de equilibrio a la hora de diseñar. En lo que respecta a las cuestiones de ESD, hay muchas cosas a las que se debe prestar atención en el diseño, especialmente el diseño y el espaciado de líneas del cableado GND, que son muy particulares. Hay grandes problemas con ESD en algunos productos y nunca se ha encontrado la causa. Mediante repetidas investigaciones y experimentos, se descubrió que el problema estaba en el diseño de la PCB.

Con este fin, aquí hay un resumen de los puntos clave a los que se debe prestar atención en el diseño de PCB:

(1) La distancia entre el borde de la placa PCB (incluido el orificio pasante a través del límite) y otros cables deben ser superiores a 0,3 mm

(2) Es mejor rodear los bordes de la PCB con trazas GND

(3; ) La distancia entre GND y otros cables se debe mantener en 0,2 mm ~ 0,3 mm

(4) La distancia entre Vbat y otros cables se mantiene en 0,2 mm ~ 0,3 mm; >(5) La distancia entre líneas importantes como Reinicio, Reloj, etc. y otros cables. La distancia entre ellas debe ser superior a 0,3 mm.

(6) La distancia entre líneas de alta potencia y otras; el cableado debe mantenerse entre 0,2 mm y 0,3 mm;

(7) Diferentes capas. Debe haber tantos orificios pasantes (VIa) conectados entre GND como sea posible.

(8) Durante; Durante la colocación final del piso, se deben evitar las esquinas afiladas tanto como sea posible y las esquinas afiladas se deben suavizar tanto como sea posible.

3 Diseño del circuito del producto

Después de prestar atención a los problemas de ESD en el diseño de la carcasa y la PCB, ESD inevitablemente ingresará al circuito interno del producto, especialmente Son los siguientes puertos : Interfaz USB, interfaz HDMI, interfaz IEEE1394, interfaz de antena, interfaz VGA, interfaz DVI, circuito de botones, tarjeta SIM, auriculares y otras interfaces de transmisión de datos. Es probable que estos puertos introduzcan electricidad estática del cuerpo humano en el circuito interno. . Por lo tanto, es necesario utilizar dispositivos de protección ESD en estos puertos.

Los principales dispositivos de protección electrostática utilizados en el pasado eran varistores y dispositivos TVS. Sin embargo, las deficiencias comunes de estos dispositivos son una velocidad de respuesta demasiado lenta, un voltaje de descarga impreciso, una gran capacitancia entre electrodos, una vida corta y una vida útil corta. Mal rendimiento eléctrico. Deteriorado por el uso repetido. Por lo tanto, actualmente se utilizan comúnmente en la industria "supresores de estática" profesionales para reemplazar los dispositivos de protección electrostática anteriores. El "supresor de estática" es un producto que se especializa en resolver problemas de electricidad estática. Su estructura interna y principio de funcionamiento son más científicos y profesionales que otros productos. Está hecho de material polimérico. Las moléculas internas en forma de rombo están dispuestas en una forma regular y discreta. Cuando el voltaje electrostático excede el voltaje de activación del dispositivo, las moléculas internas generan rápidamente una descarga de punta a punta, liberando la estática. electricidad al suelo en un instante. Sus características más importantes son una velocidad de respuesta rápida (0,5 ns ~ 1 ns), una capacitancia entre electrodos muy baja (0,05 pf ~ 3 pf) y una corriente de fuga muy pequeña (1 μA), que es muy adecuada para la protección de varias interfaces.

Debido a que los supresores electrostáticos tienen muchas ventajas, como tamaño pequeño (0603, 0402), no polaridad y velocidad de respuesta rápida, se utiliza un número cada vez mayor de supresores electrostáticos como dispositivos de protección en los diseños actuales. se debe prestar atención a:

1. Colocar el dispositivo lo más cerca posible del puerto que necesita protección

2. La conexión a GND debe ser lo más corta posible; /p>

3. El área conectada a GND debe ser lo más grande posible.

La cuestión de la EDS es una de muchas cuestiones importantes. Existen diferentes formas de evitar daños a los circuitos de diferentes dispositivos electrónicos. Dado que los productos digitales actuales son de tamaño pequeño y alta densidad, tienen características únicas en protección ESD. A través de una gran cantidad de experimentos de pruebas electrostáticas, se ha demostrado que utilizando el método de diseño de este artículo, un producto que se habría estrellado con una descarga electrostática de ± 2 kV ha sido protegido y mejorado, y aún puede funcionar de manera estable bajo una descarga electrostática de ± 8 kV. que ha jugado un muy buen papel en la reducción del efecto protector de la descarga electrostática. Con el uso cada vez más generalizado de equipos electrónicos, el diseño de ESD es una preocupación clave de todo ingeniero de diseño estructural e ingeniero de diseño electrónico. A través del resumen y el aprendizaje continuo, los problemas de ESD ya no serán un problema.

Adjunto: Parte de la información de este artículo está extraída de Internet. Me gustaría agradecer al autor original por su dedicación desinteresada. Además, si hay amigos que tienen dolores de cabeza con la electricidad estática en este momento y están perdidos, o quieren consultar información sobre supresores de estática, pueden enviarme un correo electrónico (esdok@163.com), hablemos , aprender unos de otros y *** ¡Resolver problemas de ESD juntos!