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Recientemente estoy haciendo pruebas de des para productos electrónicos. A partir de los resultados de las pruebas de diferentes productos, se encontró que este des es una prueba muy importante: si la placa de circuito no está bien diseñada, cuando se introduce electricidad estática, puede causar un colapso del producto e incluso daños en los componentes. Daños En el pasado, solo noté que el des dañaba los componentes, pero no esperaba prestar suficiente atención a los productos electrónicos.
La des es lo que a menudo llamamos descarga estática. Según el conocimiento aprendido, la electricidad estática es un fenómeno natural que generalmente se produce a través del contacto, la fricción, la inducción, etc. se caracteriza por la acumulación a largo plazo y el alto voltaje (que puede producir miles o incluso decenas de miles de voltios de electricidad estática), baja potencia, Baja corriente y tiempo de Acción corto. Para los productos electrónicos, si el ESM no está bien diseñado, el funcionamiento de los productos electrónicos y eléctricos es a menudo inestable o incluso dañado.
Las pruebas de descarga de des suelen realizarse utilizando dos métodos: descarga de contacto y descarga de aire. La descarga de contacto es la descarga directa del equipo medido; La descarga de aire, también conocida como descarga indirecta, se produce por el acoplamiento de un fuerte campo magnético con un circuito de corriente adyacente. El voltaje de prueba de estas dos pruebas es generalmente de 2kv - 8kv, y los requisitos son diferentes en diferentes regiones. Por lo tanto, antes de diseñar, primero debemos averiguar el mercado de los productos.
Los dos casos anteriores son las pruebas básicas de productos electrónicos en los que el cuerpo humano no puede funcionar debido a la electricidad u otras razones cuando entra en contacto con productos electrónicos. La siguiente imagen muestra las estadísticas de humedad del aire de algunas áreas en diferentes meses del Año. Como se puede ver en el gráfico, Las Vegas tienen la humedad más baja durante todo el año. Los productos electrónicos en este campo deben prestar especial atención a la protección de la des.
Las condiciones de humedad son diferentes en diferentes partes del mundo, pero al mismo tiempo en una región, si la humedad del aire es diferente, la electricidad estática producida también es diferente. La siguiente tabla son los datos recopilados, de los que se puede ver que la electricidad estática aumenta a medida que disminuye la humedad del aire. Esto también explica indirectamente por qué las chispas electrostáticas producidas al quitarse el suéter en invierno en el norte son grandes.
¿Dado que la electricidad estática es un gran peligro, ¿ cómo debemos protegerla? Al diseñar la protección estática, generalmente damos tres pasos: evitar que las cargas externas fluyan a la placa de circuito y causen daños; Evitar que el campo magnético externo dañe la placa de circuito; Prevenir los peligros de los campos electrostáticos.
En el diseño real del circuito, utilizaremos uno o más de los siguientes métodos para la protección estática:
1. diodos de avalancha para protección estática.
Este es también un método comúnmente utilizado en el diseño. Un método típico es conectar los diodos de avalancha en paralelo en las líneas de señal clave.
Este método consiste en una respuesta rápida con diodos de avalancha y tiene la capacidad de estabilizar la compresión, lo que permite consumir un alto voltaje concentrado en poco tiempo para proteger la placa de circuito.
2. utilice condensadores de alta tensión para la protección del circuito.
En este método, los condensadores cerámicos con una resistencia a la presión de al menos 1,5 kV suelen colocarse en la posición de un conector de E / S o señal de clave, y el cable de conexión es lo más corto posible para reducir la inducción del cable de conexión. Si se utilizan condensadores tolerantes al bajo voltaje, causarán daños y perderán protección a los condensadores.
3. utilice bolas magnéticas de ferrita para la protección del circuito.
Las bolas magnéticas de ferrita pueden atenuar bien la corriente de des y también pueden inhibir la radiación. Cuando se enfrentan a dos problemas, las bolas magnéticas de ferrita son una muy buena opción.
4. método de brecha de chispa.
Este método se puede ver en una pieza de material. El método específico es utilizar cobre triangular con puntas alineadas entre sí en una capa de MICROSTRIP compuesta por cobre. Un extremo del cobre triangular está conectado a la línea de señal, mientras que el otro extremo es el cobre triangular. Conectado al suelo. Cuando hay electricidad estática, produce una descarga violenta y consume energía eléctrica.
5. utilice el método del filtro LC para proteger el circuito.
Un filtro compuesto por LC puede reducir efectivamente la entrada de electricidad estática de alta frecuencia en el circuito. Las características de reactancia de los inductores son muy buenas y pueden inhibir la entrada de des de alta frecuencia en el circuito, mientras que los condensadores desvian la energía de alta frecuencia de los des al suelo. Al mismo tiempo, este tipo de filtro también puede suavizar los bordes de la señal, reducir el efecto de radiofrecuencia y mejorar aún más el rendimiento en términos de integridad de la señal.
6. placas multicapa para la protección de la des.
Cuando los fondos lo permiten, la elección de multicapa también es un medio eficaz para prevenir la des. En el multicapa, debido a que hay un plano de tierra completo cerca del rastro, esto permite que el des se acople más rápido al plano de baja resistencia, protegiendo así el papel de las señales clave.
7. un método de protección para dejar un cinturón de protección en la periferia de la placa de circuito.
Este método suele ser trazar alrededor de una placa de circuito sin capa de soldadura. Conecte el rastro a la carcasa cuando las condiciones lo permitan. Al mismo tiempo, hay que tener en cuenta que el rastro no puede formar un circuito cerrado para evitar la formación de antenas circulares, causando mayores problemas.
8. protección del Circuito con dispositivos CMOS o dispositivos ttl con diodos de compresión.
Este método utiliza el principio de aislamiento para proteger la placa de circuito. Debido a que estos dispositivos están protegidos por diodos de compresión, la complejidad del diseño se reduce en el diseño real del circuito.
9. use condensadores de desacoplamiento.
Estos condensadores de desacoplamiento deben tener valores bajos de ESL y esr. Para los des de baja frecuencia, los condensadores de desacoplamiento reducen el área del circuito. Debido a la influencia de su esl, la función electrolítica se debilita, lo que puede filtrar mejor la energía de alta frecuencia.
En resumen, aunque la des es terrible e incluso tiene graves consecuencias, solo protegiendo la fuente de alimentación y los cables de señal en el circuito se puede evitar efectivamente que la corriente de la des fluya al pcb. Entre ellos, mi jefe a menudo dice: "una buena puesta a tierra de una tabla es el rey", y espero que esta frase también te traiga el efecto de romper el tragaluz.
