當靜電(diàn)放電(diàn)電(diàn)流通過電(diàn)子設備時,它将試圖找到低阻抗接地路徑,雖然在某些情況下這可(kě)能(néng)是通過設備的底盤,但是電(diàn)流通過敏感的電(diàn)子電(diàn)路以足夠的能(néng)量永久損壞集成電(diàn)路(IC),晶體(tǐ)管,二極管等組件在某些情況下并不罕見無源元件,如高精(jīng)度電(diàn)阻器,靜電(diàn)放電(diàn)還可(kě)以産(chǎn)生局部但強烈的電(diàn)磁場,其可(kě)以耦合到附近的電(diàn)路中(zhōng)并破壞信号。
減輕靜電(diàn)放電(diàn)現象影響的一些常用(yòng)方法包括:
1.絕緣
2.正确接地
3.抑制/過濾
4.電(diàn)隔離
5.固件
6.絕緣
小(xiǎo)化ESD對器件的影響的一種常見且有(yǒu)效的方法是首先停止發生放電(diàn),使用(yòng)具(jù)有(yǒu)高擊穿電(diàn)壓的塑料以及可(kě)觸摸點和導體(tǐ)之間的足夠間隔可(kě)以提供足夠的絕緣以防止發生ESD事件。絕緣對于諸如開關,LED,旋轉控制器,顯示器和連接器屏蔽等薄弱環節是有(yǒu)效的,通常會損害外殼的完整性,在某些情況下,整個電(diàn)路或電(diàn)路部分(fēn)可(kě)以封裝(zhuāng)在灌封化合物(wù)中(zhōng),例如樹脂或矽樹脂。
1.正确接地
與不提供ESD電(diàn)流路徑的絕緣不同,正确接地允許低阻抗接地路徑,金屬連接器護罩和螺釘應與金屬底盤保持低阻抗連接,而金屬底盤又(yòu)應通過低阻抗連接與保護接地或功能(néng)接地連接。這允許電(diàn)能(néng)找到通往地面的路徑而不通過敏感電(diàn)路。如果産(chǎn)品是雙重絕緣的或者不使用(yòng)接地布置但是在具(jù)有(yǒu)多(duō)個其他(tā)接地路徑的系統中(zhōng),即通過同軸屏蔽到其他(tā)設備,則這可(kě)能(néng)是複雜的。
2.火花(huā)隙/氣體(tǐ)放電(diàn)管(GDT)
氣體(tǐ)放電(diàn)管和其他(tā)火花(huā)隙裝(zhuāng)置通過将電(diàn)流傳導到地而充當瞬态抑制裝(zhuāng)置,有(yǒu)效地産(chǎn)生短路,在高壓尖峰的情況下,通常不導電(diàn)的氣體(tǐ)(或在具(jù)有(yǒu)暴露電(diàn)極的簡單火花(huā)隙的情況下的空氣)被電(diàn)離,允許電(diàn)流通過裝(zhuāng)置的端子之間的間隙傳導。與其他(tā)瞬态電(diàn)壓抑制器相比,GDT需要相對較長(cháng)的時間來觸發,在電(diàn)流通過電(diàn)極之間的電(diàn)離氣體(tǐ)/空氣傳導到地之前,GDT或火花(huā)間隙允許500V或更高的脈沖通過未抑制的情況并不罕見。氣體(tǐ)放電(diàn)管更常用(yòng)于較慢的上升時間浪湧瞬變,例如交流電(diàn)源浪湧。
3.抑制/過濾
可(kě)以使用(yòng)瞬态抑制組件和/或濾波器網絡來減輕ESD事件,瞬态抑制組件包括但不限于瞬态電(diàn)壓抑制(TVS)二極管,電(diàn)容器,可(kě)變電(diàn)阻器/電(diàn)壓相關電(diàn)阻器(變阻器/ VDR)和濾波器網絡。這些組件通過對突然過壓條件作(zuò)出反應而工(gōng)作(zuò),并且應盡可(kě)能(néng)靠近ESD電(diàn)流進入點,而不是受保護的電(diàn)路(或電(diàn)路的一部分(fēn))。
4.電(diàn)流隔離
電(diàn)流隔離是允許信号通過的電(diàn)路分(fēn)離,但消除了雜散電(diàn)流,實現電(diàn)流隔離的常用(yòng)方法包括但不限于變壓器(耦合感應/磁性),光隔離器(耦合光電(diàn)),電(diàn)容器(塊DC但允許AC通過)和霍爾效應傳感器(感應/磁耦合)。
5.固件
在某些情況下,設備固件的更改足以使其在ESD事件後自行恢複,在設備的處理(lǐ)器崩潰的情況下(由于ESD事件),看門狗定時器(WDT)将重置處理(lǐ)器。這實際上可(kě)以使其恢複到原始狀态,使得操作(zuò)中(zhōng)的故障可(kě)自行恢複。在其他(tā)情況下,固件可(kě)以幫助阻止設備發生故障,寄生複位(當處理(lǐ)器的複位引腳由于ESD事件而錯誤地讀取高電(diàn)平時)或阻塞狀态可(kě)由固件管理(lǐ)。通常,這種解決方案與濾波器結合使用(yòng),濾波器将有(yǒu)效信号與短ESD事件區(qū)分(fēn)開來。
在設計電(diàn)路時,重要的是要記住這些不同的技(jì )術,不同類型的設備和電(diàn)路布局将受益于不同的技(jì )術,并且通常存在多(duō)種解決方案,為(wèi)了在靜電(diàn)放電(diàn)測試期間實現EMC兼容性,将需要多(duō)種靜電(diàn)緩解技(jì )術。