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實(shí)驗(yàn)出真知!可充分發(fā)揮ESD保護(hù)元件性能的電路設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2022-12-13 來(lái)源:TDK 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】TDK的多層貼片式壓敏電阻產(chǎn)品陣容齊全,可保護(hù)設(shè)備因受ESD(靜電放電)影響而引發(fā)的故障和誤動(dòng)作,能幫助客戶有效解決ESD問題。但隨著用戶設(shè)備的小型化、輕量化和高功能化,以前效果出眾的多層貼片式壓敏電阻產(chǎn)品也出現(xiàn)了無(wú)法充分發(fā)揮保護(hù)效果的情況。


為了查明原因,我們以客戶設(shè)備的小型化為前提進(jìn)行了ESD實(shí)驗(yàn),本期推文就來(lái)為您詳細(xì)介紹通過此次實(shí)驗(yàn)得出的各數(shù)據(jù)與結(jié)果。


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5G技術(shù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了設(shè)備之間的相互協(xié)作和實(shí)時(shí)通信,也對(duì)設(shè)備的設(shè)計(jì)提出了更高的要求,比如更小、更輕、更低功耗、更高功能、長(zhǎng)期運(yùn)行、高可靠性、更高的EMC耐受能力等等。相比于大型設(shè)備(如汽車、工業(yè)設(shè)備,醫(yī)療設(shè)備等)的PCB和機(jī)殼設(shè)計(jì),智能手機(jī)、VR、無(wú)人機(jī)等小型移動(dòng)設(shè)備的PCB尺寸小,ESD更容易侵入,而且用于ESD消除的GND地線和機(jī)殼的設(shè)計(jì)往往不穩(wěn)定,是很難采取ESD對(duì)策的設(shè)備之一。


針對(duì)電壓保護(hù)應(yīng)用,TDK提供有非常齊全的壓敏電阻(氧化鋅)和防雷(放電管)產(chǎn)品,能滿足各種電流大小的應(yīng)用。本文中介紹的ESD測(cè)試便使用如下產(chǎn)品圖中所示的專用貼片式壓敏電阻。


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ESD可視化設(shè)備是一種通過用非接觸磁場(chǎng)探針自動(dòng)掃描ESD電流來(lái)實(shí)現(xiàn)ESD電流可視化的設(shè)備。


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圖1 ESD可視化設(shè)備


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本次實(shí)驗(yàn)中使用雙面電路板(正面:信號(hào)線,背面:GND地線,正面的GND地線通過Via連接到背面的GND地線)。背面的GND地線有兩種不同的尺寸:①窄地線(10x20mm)和 ②寬地線(85x50mm)。


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圖2 PCB的GND地線設(shè)計(jì)


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將貼片式壓敏電阻配置到PCB正面的信號(hào)線和GND地線之間。GND地線與金屬機(jī)殼和大地不相連。在此狀態(tài)下,對(duì)信號(hào)線按照IEC61000-4-2要求施加ESD 1kV。


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圖3 實(shí)驗(yàn)設(shè)置 


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當(dāng)GND地線較窄時(shí),ESD將繞過壓敏電阻,擴(kuò)散到信號(hào)線。而當(dāng)GND地線較寬時(shí),ESD會(huì)被貼片式壓敏電阻吸收并引向GND地線。這是由GND地線相對(duì)于信號(hào)線的阻抗大小決定的。GND地線較窄時(shí),GND地線的阻抗較大,因此ESD無(wú)法流向貼片式壓敏電阻。


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來(lái)源:TDK



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