前些时分写了电子产品规划方面有关ESD的短文(详解PCB板的ESD http://www.eepw.com.cn/article/275810.htm),在文章中总结了9种在电子产品规划时运用的防静电技能。固然,运用上文中的技能总结能够很好的完结一个规划,可是,最近我在产品开发过程中碰到了让人发狂的问题。
首要看下电子产品规划原理:
原理其实很简单,在一块PCB上有一个功用模块,需求上拉至VCC衔接至第二块PCB上,可是两个模块之间需求焊接一导线。在PCB LAYOUT规划中,为了避免焊接或许其他要素引起的静电损坏规划,将上拉和ESD管都放在第二块PCB上(MCU在第二块PCB上),将上拉电阻放在远离PCB2 MCU方位,将ESD管放在略微接近MCU的方位。
这样的规划,从原理上看现已考虑到了各种问题,可是该产品在产线拼装过程中,偶然发生与该导线衔接的MCU管脚不能辨认信号的状况。经过将对MCU剖析得到该MCU管脚因为接受过高的电压冲击而发生损坏。
当咱们发现这种状况后,所以对规划进行了略微的调整,便是将ESD管放在间隔MCU管脚最近的方位,一起更换了ESD管为低耐压的。然后在产线验证,该办法切实有效。
经过这样的工作,我深深的了解了电子产品规划过程中仔细和经历的重要性,特别是ESD维护电路,并不是放置一个ESD管,维护下要害走线就能处理的问题。
下面我将我的经历和经历共享给广阔网友。
首要、产品规划中呈现了问题必定要进行处理,不然会给你设置个大拦路虎。
在产品前期规划过程中,从前呈现过一个这样的现象,因为数量不多就没有介意,以为是因为工人的操作原因引起的,可是到了产品少产或许大批量出产过程中,就将这个规划缺点扩大几十倍几百倍的暴露了出来。
其实、为了规划便当,ESD管挑选双导游通。
咱们做消费类电子产品中,常常运用到的元件为防ESD管:MCU要害管脚,要害信号,usb各个管脚,音频线等等都要运用。在之前的一个穿戴产品中运用到的ESD管多大22个。在产品贴片过程中,需求对元件的极性进行承认。这样,假设选用单向ESD管,假设因为没有发现这种问题,在产品完结后会因为二极管的单向道通性,使得经过ESD维护的信号线维持在0.7v左右,而影响产品功用。而假设选用的是双向ESD管,那么久不会呈现这么累人的局面,而且,现在双导游通的ESD管成为商场的干流,价格也是白菜价。下面看下单导游通和双导游通ESD管的差异。
从上面的两个ESD特性的电压电流曲线能够看出,单向的ESD(图一)在正常运用中(逆向到)状态下,当电压超越必定量时,电流会敏捷添加,因而,咱们在做ESD测验或许产品在静电环境下引进静电时,因为电流会敏捷经过,而不会对咱们的体系发生影响,而正导游通时,电流跟着电压的添加而成指数添加,这与咱们常见的二极管特性相同。如图二,双向的ESD在电路中不论怎么运用,当电压超越必定数据时,电流都会敏捷经过。
尽管咱们知道了ESD管的效果只要是使产品饱尝ESD侵入时,能量敏捷卸掉(多以电流的方式走漏至地),那么咱们关于这种管子有什么需求特别留意的呢?首要是ESD的要害参数。如下图是一个ESD的一些参数,咱们来剖析一下参数的含义。
Vpp一般是契合必定标准的激活脉冲电压,这个参数咱们需求特别留意,当咱们挑选一个ESD管时,该参数要比产品要饱尝的静电电压略微大点。假设产品需求接受±8Kv的静电,那么咱们选需求±10Kv的管子。
Ppp参数决议这管子的能量走漏才能,P=UI,一般状况下,这个参数要大一点,这样ESD管能量的走漏才能会增强不少。
Ipp与Ppp成正相关,当导通电压必守时,Ipp越大Ppp就会越大。
安稳参数T,咱们需求留意的是产品运用温度和结温度。产品运用温度决议产品能否满意产品标准书的运用环境温度,而结温度会影响ESD管走漏能量时是否会被烧掉。
溃散电压,也便是ESD管被导通的电压,这个参数联系着ESD管维护产品的功能。
漏电流,不光ESD管需求留意漏电流,比我咱们常见的mcu、LDO等都需求重视这个参数。关于消费类电子来说,锂电池的运用时间与产品的休眠电流,漏电流有着重要的联系。
下面聊聊ESD管参数之间的联系:
最小击穿电压和额外反向关断电压:ESD管根据击击穿电压的离散程度分为5%和10%两种标准,关于5%标准的ESD管,额外反向关断电压为最小击穿电压数值的0.85倍,而关于10%的ESD管,额外反向关断电压为最小击穿电压数值的0.81。
ESD管的额外脉冲功率是根据最大到电压和在最大到电压的脉冲峰值电流的出来的参数。针对不同的产品的ESD要求等级,挑选不同等级的脉冲功率。正如咱们了解的,跟着该参数的增大,ESD管的抗浪涌才能越强,此外,该参数还与脉冲波形,持续时间和环境温度有关。
ESD管的电容量。产品中运用的ESD管一般等效为一个二极管和一个电容的并联联系。而电容关于数据信号频率越高的回路,二极管的电容对电路的搅扰越大,构成的噪声或许衰减信号强度,因而咱们在挑选ESD管的时分,要根据电路的回路特性来挑选元件。一般的经历为在高频回路中挑选电容值小的(一般小于3pF)元件,一般状况下,能够挑选回路电容高的40pF的ESD管。