新手在設計之初會把大量精力用于功能原理上的實現(xiàn),并花費更多的時間電路原理上的可行性,老司機們則會把至少30%的時間用于安全規(guī)范、抗擾、抗干擾上的系統(tǒng)評估。
靜電防護屬于抗擾度方向的評估,系統(tǒng)級ESD設計所要做的事情是考慮采用不同的保護策略,以最大程度減少ESD耦合到系統(tǒng)中,其涉及到的關鍵因素包括:外殼結構、PCB設計、ESD接地路徑、板載ESD器件、系統(tǒng)接線互連、軟件設計等。
避免篇幅過長,我們將拆分成3-4個篇章來逐一解析!
各種外殼結構歸類和相對的ESD干擾場景如下
情況1:外殼為導電材質,將產品內部電路板等完全包住在內部并良好接地。這種情況下ESD直接通過外殼導至地,對系統(tǒng)不會造成影響;
情況2:內部導電部件伸出外殼。這種情況下靜電可以對系統(tǒng)進行直接放電,在設計時應讓穿出外殼的導電塊得到適當的屏蔽,同時通過良好接地,最大程度減少ESD耦合;
情況3:外殼存在縫隙或孔位,與內部部件存在間隙距離。這種情況下靜電可以對系統(tǒng)進行間接放電,設計者容易忽視ESD所產生的電磁場可以通過外殼進入系統(tǒng),這些電磁場可以耦合到內部電路或電線并通過系統(tǒng)傳播。因此需要讓外殼孔和外殼內部的電子設備之間有足夠的間隙或隔離,最大程度減少耦合效應,同時內部電子設備良好接地;
情況4:產品帶有線纜,穿過外殼與內部部件連接。這種情況下ESD可以向電纜上釋放電弧,通過感應或輻射間接耦合到電纜中。因此可以使用金屬箔或者編制屏蔽層屏蔽連接電纜,同時盡可能縮短電纜長度,在電纜入口使用瞬態(tài)抑制器件和濾波器。條件允許的情況下,將電纜進行接地處理。
情況5:外殼為非導電材質,將產品內部電路板等完全包住在內部并良好接地。這種情況下需留意靠近外殼的靜電在放電時生產的電磁場,因此盡可能在非導電外殼和外殼內的電子設備之間保持足夠的空氣間隙,最大程度減少電磁場間接耦合到系統(tǒng)形成電磁噪聲。