PCB 보드 ESD 보호 회로 설계 실용적인 경험 공유 년
ESD (Electro-Static Discharge)라고도합니다. 배운 지식에서 정전기는 일반적으로 전기 기기 사이의 접촉, 마찰 및 유도에 의해 생성되는 자연 현상이라는 것이 알려져 있습니다. 장기 축적과 고전압 (수천 볼트 또는 수십만 볼트의 정전기를 생성 할 수 있음)이 특징입니다. ), 저전력, 저 전류 및 짧은 작동 시간. 전자 제품의 경우 ESD 디자인이 설계되지 않은 경우 전자 제품 및 전기 제품의 작동이 불안정하거나 손상 될 수 있습니다.
ESD 방전 테스트에는 접촉 방전과 공기 방전이라는 두 가지 방법이 일반적으로 사용됩니다.
접촉 방전은 테스트 할 장치의 직접 방전입니다. 공기 방전은 인접한 전류 루프에 강한 자기장을 연결하는 간접 방전이라고도합니다. 이 두 테스트의 테스트 전압은 일반적으로 2KV - 8KV이며, 이는 각기 다른 지역에서 다릅니다. 따라서 설계하기 전에 먼저 제품이 목표로하는 시장을 이해해야합니다.
위의 두 가지 경우는 인명료 또는 기타 이유로 전자 제품이 전자 제품과 접촉 할 때 인체에 대한 기본 테스트입니다. 아래 차트는 일년 중 다른 달의 일부 지역에 대한 공기 습도 통계를 보여줍니다. Lasvegas는 일년 내내 습도가 가장 낮으며이 지역의 전자 제품은 ESD 보호에 특별한주의를 기울입니다.
습도는 전 세계 곳곳에서 다르지만, 동시에 한 지역에서는 공기 습도가 다르면 생성 된 정전기가 달라집니다. 다음 표는 공기의 습도가 감소함에 따라 정전기가 커지는 것을 볼 수있는 수집 된 데이터입니다. 이것은 또한 간접적으로 스웨터를 벗을 때 발생하는 정지 스파크가 북쪽의 겨울에 매우 큰 이유를 나타냅니다.
정전기는 매우 해로 우며 어떻게 보호 할 수 있습니까? 우리는 일반적으로 정전기 보호 설계에서 3 단계를 취합니다. 외부 충전이 회로 기판으로 흘러 들어가 손상을 입히지 않도록합니다. 외부 자기장이 회로 기판을 손상시키는 것을 방지합니다. 정전기 발생을 방지합니다. 위험.
실제 회로 설계에서 우리는 정전기 보호를 위해 다음 방법 중 하나 또는 여러 가지를 사용할 것입니다.
1. 정전기 방지용 애벌란시 다이오드
이것은 또한 디자인에서 자주 사용되는 방법입니다. 일반적인 방법은 애벌란시 다이오드를 중요한 신호 라인의 접지에 연결하는 것입니다. 이 방법은 애벌란시 다이오드가 신속하게 반응 할 수있는 능력을 활용하고 안정된 클램핑을 통해 단시간에 누적 된 고전압을 소모하여 보드를 보호 할 수 있습니다.
2. 회로 보호용 고전압 커패시터 사용
이 방법은 일반적으로 I / O 커넥터 또는 키 신호의 위치에서 최소 1.5KV의 내전압을 갖는 세라믹 커패시터를 배치하는 반면, 연결 라인은 가능한 짧아서 연결 라인의 인덕턴스를 줄입니다. 내전압이 낮은 커패시터를 사용하면 커패시터가 손상되어 보호 기능이 상실됩니다.
3, 회로 보호를 위해 페라이트 비드 사용
페라이트 비드는 ESD 전류를 잘 감쇠시키고 방사선을 억제 할 수 있습니다. 두 가지 문제가 발생하면 페라이트 비드가 매우 좋은 선택이 될 것입니다.
4, 스파크 갭 방법
이 방법은 뾰족한 끝이있는 삼각형의 구리로 만들어진 구리로 만들어진 마이크로 벨트 층으로 구성된 소재에서 볼 수 있습니다. 삼각형의 구리는 신호 라인의 한쪽 끝에서 연결되고 다른 하나는 구리입니다. 지상에 연결됨. 정전기가 발생하면 전기 에너지를 소모하기 위해 팁 방전이 발생합니다.
5, 회로를 보호하기 위해 LC 필터 방법을 사용하여
LC로 구성된 필터는 회로에 유입되는 고주파 정전기를 효과적으로 감소시킬 수 있습니다. 인덕터의 유도 리액턴스는 고주파 ESD가 회로에 들어가는 것을 억제하는 데 매우 뛰어나며, 커패시터는 ESD의 고주파 에너지를 접지로 션트한다. 동시에이 유형의 필터는 작은 RF 효과로 신호의 가장자리를 둥글게 할 수 있으며 성능면에서 신호 무결성이 더욱 향상되었습니다.
6, ESD 보호를위한 다층 보드
다층 보드의 선택은 자금이 허용 될 때 ESD를 효과적으로 방지하는 수단이기도합니다. 다중 레이어 보드에서 ESD는 트레이스에 가까운 완벽한 접지면으로 인해 저 임피던스 평면에보다 신속하게 연결되어 중요한 신호를 보호합니다.
회로 기판의 외주를 보호하는 방법
이 방법은 일반적으로 솔더 레이어없이 보드 주위에 흔적을 그립니다. 조건에 따라 트레이스를 엔클로저에 연결하고 트레이스가 루프 안테나를 삽입하지 않고 폐회로를 형성하지 않도록주의하십시오.
8. 클램프 다이오드 또는 TTL 소자가있는 CMOS 소자를 사용한 회로 보호
이 방법은 보드 보호를위한 절연 원리를 사용합니다. 이 소자들은 클램프 다이오드에 의해 보호되기 때문에 실제 회로 설계에서 설계 복잡성이 줄어든다.
9, 더 많은 디커플링 커패시터들
이러한 디커플링 커패시터는 낮은 ESL 및 ESR 값을 갖는다. 저주파 ESD의 경우 디커플링 커패시터는 루프 영역을 감소시킨다. ESL 효과로 인해 전해질이 약해져 고주파 에너지를 더 잘 필터링 할 수 있습니다. .
요컨대, ESD는 끔찍하지만 심각한 결과를 가져올 수도 있습니다. 그러나 회로의 전원 및 신호 라인을 보호해야만 ESD 전류가 PCB로 흐르는 것을 효과적으로 방지 할 수 있습니다. 그 중 사장님은 종종 "이사회의 좋은 접지는 왕"이라고 말씀하셨습니다. 이 문장이 스카이 라이트를 깨는 효과를 가져 오기를 바랍니다.