Perangkat perlindungan ESD - diperlukan untuk MCU?

Saya bekerja dengan dua chip di papan, sebuah dsPIC33F dan PIC24F serta EEPROM serial (24FC1025.)

Saya telah melihat perangkat perlindungan ESD kecil ini dalam paket 0603:

http://uk.farnell.com/panasonic/ezaeg3a50av/esd-suppressor-0603-15v-0-1pf/dp/1292692RL

Untuk MCU seperti yang saya gunakan, apakah ini perlu? Papan dapat terus ditangani dan antarmuka eksternal (I2C, UART) dapat terkena ESD.

Apakah dioda internal akan melindungi chip dan membuat ini tidak ada gunanya?

esd microcontroller

— Thomas O
sumber

Anda tentu dapat menggunakan perangkat tersebut. Mereka biasanya pilihan yang buruk untuk apa pun yang memiliki persyaratan penggunaan daya yang lebih rendah karena mereka memiliki arus bocor yang tinggi.

Anda juga harus berhati-hati terhadap tegangan penjepit, ESD ~ 200V dapat merusak mikrokontroler, perangkat yang Anda tautkan dispesifikasikan pada 500V maks. Pastikan apa pun yang Anda coba lindungi sebenarnya dilindungi sejauh yang diperlukan.

Untuk saluran digital juga memperhatikan kapasitansi perangkat / paket ini, mereka dapat merusak integritas sinyal Anda.

Apa yang biasanya saya lakukan jika input cenderung terkena ESD, seperti input yang sering terhubung di lapangan menggunakan pendekatan 2 cabang.

Pertama Gunakan perangkat ESD, atau dioda lebih dekat ke sirkuit untuk melindungi, tipe mana yang akan saya gunakan tergantung pada sinyal / sirkuit yang dimaksud. Ini untuk melindungi terhadap lonjakan yang lebih rendah, katakan 8kV. Semakin banyak Anda melihat jenis perlindungan di dalam perangkat ini, terutama perangkat batas seperti drive RS232 dan driver garis.

Kedua, ketika Anda membangun PCB gunakan celah percikan, yang sebenarnya tidak lebih dari meletakkan 2 bantalan pada permukaan PCB, 1 menjadi sinyal, yang lain menjadi tanah yang baik dan jarak mereka sangat dekat satu sama lain, seperti 6 kamu selain. Ini akan melindungi terhadap tegangan yang lebih tinggi, seperti 25kV. Konsep yang cukup sederhana, tegangan tinggi melompati celah dan langsung menuju ke tanah. Berhati-hatilah bagaimana Anda menempatkan ini, sedekat mungkin ke konektor dengan koneksi ground terbaik.

Juga perhatikan proses pembuatan yang Anda gunakan, Anda tidak ingin solder untuk menjembatani kesenjangan secara tidak sengaja.

Kesenjangan bisa sulit dilakukan pada jejak digital dan menghindari mengubah impedansi, biasanya membutuhkan penyesuaian sinyal terminasi setelah prototipe dijalankan.

Ada beberapa argumen tentang bentuk pad yang tepat, ada yang menggunakan setengah bulan, ada yang menggunakan segitiga runcing dengan ujung saling berdekatan dan beberapa menggunakan bantalan persegi. Saya selalu menggunakan pembalut kotak, semakin banyak area yang dekat dengan pembalut lainnya, semakin banyak pemogokan akan membuat celah bertahan. Yang menarik adalah bantalan persegi akan berusaha keras untuk memastikan tidak ada jembatan solder. Jawaban terbaik adalah untuk mendapatkan CM Anda untuk tidak menerapkan solder ke bantalan ini sama sekali, tetapi itu bisa memerlukan upaya khusus di pihak mereka.

— Menandai
sumber

Wow arus bocor agak tinggi, tetapi apakah 2mA umumnya akan menyebabkan masalah? I2C adalah satu-satunya hal yang saya lihat berpotensi menyebabkan masalah karena kolektor terbuka. Saya memiliki 1k resistor, jadi 1k * 0,002 = drop 2V. Tidak baik. Apakah saya melakukan ini dengan benar?

— Thomas O

ya, ada perangkat yang khusus dibuat untuk melindungi saluran data serial, misalnya: st.com/stonline/products/literature/ds/13569/esdalc6v1-5p6.htm arus bocor 70nA, kapasitansi 12pF (sepenuhnya baik untuk I2C) dan klem sekitar 14V. Selain itu cara mudah untuk menambahkan perlindungan ekstra untuk I2C adalah dengan menempatkan resistor seri pada data dan garis jam yang sangat dekat dengan setiap IC di bus. Idealnya cocok dengan jejak impedansi - impedansi keluaran driver, yang biasanya seperti 7-9ohms. Jadi untuk jejak 50ohm, 41-43 ohm untuk resister bagus.

— Tandai

selain itu menggunakan terminasi sumber pada I2C adalah ide bagus setiap kali Anda memiliki banyak perangkat atau bus akan lama (seperti melalui kabel). Ini akan meminimalkan dering dan mencegah refleksi. Anda mungkin harus men-tweak nilai-nilai resistor dalam perangkat yang dirakit saat Anda melacak -> konektor -> konektor -> jejak, yang kecuali jika Anda sudah cocok dengan semua impedansinya akan ada beberapa kesenangan dalam impedansi jalur keseluruhan. Jika bus I2C berjalan sangat lambat dibandingkan dengan panjang menjalankan ini mungkin tidak masalah sama sekali.

— Tandai

Jika Anda menjalankan bus apa pun pada laju jam di mana 12pF terlalu signifikan, saya sangat berharap Anda membayar sangat, sangat memperhatikan integritas sinyal karena laju jam Anda harus sangat tinggi. Pada 10Mhz dengan 1k pull up 100pF akan menjadi batas bus tanpa kontrol laju perubahan tegangan, tetapi apa pun yang berjalan secepat itu akan memiliki kontrol laju perubahan tegangan atau menjadi diferensial. I2C pada 400khz memungkinkan 400pF kapasitansi bus tanpa kontrol laju perubahan tegangan, lebih mungkin dengan kontrol yang tepat. Jadi jika Anda hanya menggunakan PIC 16bit, saya sangat ragu Anda memiliki bus yang berjalan sangat cepat sehingga 14pF adalah masalah besar.

— Tandai

Pada bagian itu, terlihat baik-baik saja. Tidak tahu bagaimana mereka mengukur 0,15pF, saya akan menebak bahwa kapasitansi paket ada di suatu tempat di lingkungan itu atau lebih tinggi. Pada kenyataannya ketika Anda menempatkan bagian-bagian ini di papan akan ada sejumlah induktansi timah juga yang berfungsi untuk menetralkan kapasitansi bagian tersebut. Inilah sebabnya ketika bekerja dengan topi yang sangat kecil, seperti 10nF, Anda harus memastikan untuk menggunakan paket terkecil yang tersedia untuk meniadakan sebanyak mungkin pengaruh induktansi timbal.

— Tandai

Saya menempatkan bagian yang serupa pada sinyal yang meninggalkan papan, seperti UART, Ethernet, I / O digital. Untuk sinyal intra-board, jangan khawatir tentang hal itu.

Tentang dioda internal: Ada batasan apa yang akan diambil oleh dioda. Dioda internal akan beres dengan penanganan normal. Dioda eksternal akan melindungi terhadap guncangan statis "karpet bercinta di musim dingin" yang lebih besar.

— Robert
sumber

"Bercinta karpet di tengah musim dingin" Senang!

— Thomas O