ESD保護デバイス-MCUに必要ですか?


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ボード上の2つのチップ、dsPIC33FとPIC24F、およびシリアルEEPROM(24FC1025)を使用しています。

これらの小さなESD保護デバイスを0603パッケージで見ました。

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

私が使用しているようなMCUの場合、これは必要ですか?ボードは絶えず処理され、外部インターフェイス(I2C、UART)はESDにさらされる可能性があります。

内部ダイオードはとにかくチップを保護し、これらを無意味にしますか?

回答:


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あなたは確かにそのようなデバイスを使用することができます。リーク電流が大きいため、電力使用量の要件が低いものには通常適していません。

また、クランプ電圧にも注意する必要があります。約200VのESDはマイクロコントローラに損傷を与える可能性があります。リンクしたデバイスは最大500Vで仕様化されています。保護しようとしているものはすべて、必要な範囲で実際に保護されていることを確認してください。

デジタルラインもこれらのデバイス/パッケージの静電容量に注意を払うため、シグナルインテグリティを台無しにする可能性があります。

入力がESDに遭遇する可能性が高い場合に私が通常行うことは、フィールドで頻繁に接続される入力のように、2方向のアプローチを使用することです。

まず、ESDデバイス、または保護する回路に近いダイオードを使用します。どのタイプを使用するかは、問題の信号/回路によって異なります。これは、8kVなどの低いスパイクから保護するためです。デバイス、特にRS232ドライブやラインドライバーなどの境界デバイスの内部で、この種の保護がますます見られます。

第2に、PCBを構築するときは、スパークギャップを使用します。これは、PCBの表面に2つのパッドを配置する以外の何ものでもありません。離れて。これにより、25kVなどの高電圧のヒットから保護されます。非常にシンプルなコンセプトであり、高電圧はギャップを飛び越え、まっすぐにアースに行きます。これらをどのように配置するかに注意してください。可能な限り最良のアース接続で、コネクタにできるだけ近づけてください。

また、使用する製造プロセスにも注意してください。はんだが偶発的にギャップを埋めてしまうことは望ましくありません。

ギャップは、デジタルトレースで行うのが難しく、インピーダンスの変更を回避できます。通常、プロトタイプの実行後に信号の終端を微調整する必要があります。

パッドの適切な形状については、いくつかの議論があります。いくつかは半月を使用し、いくつかは先端が互いに近い尖った三角形を使用し、いくつかは正方形のパッドを使用します。私はいつも正方形のパッドを使用してきましたが、他のパッドに近い領域が広いほど、ギャップを繰り返したストライクが生き残ります。トレードオフは、正方形のパッドがはんだブリッジがないことを確認するために最も努力することです。最良の答えは、CMがこれらのパッドにはんだをまったく塗布しないようにすることですが、そのためには特別な作業が必要になる場合があります。


漏れ電流は少し大きいですが、2mAは一般的に問題を引き起こしますか?I2Cはオープンコレクタであるため、問題を引き起こす可能性があると私が考えている唯一のものです。1kの抵抗があるので、1k * 0.002 = 2Vの降下。良くない。私はこれを正しく行っていますか?
Thomas O

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はい、シリアルデータラインを保護するために特別に作成されたデバイスがあります。例:st.com/stonline/products/literature/ds/13569/esdalc6v1-5p6.htmリーク電流70nA、12pFの容量(I2Cの場合は完全に良好)およびクランプ14V前後で。さらに、I2Cに追加の保護を追加する簡単な方法は、バス上の各ICに非常に近いデータ線とクロック線の両方に直列抵抗を配置することです。トレースインピーダンスに理想的に一致-ドライバーの出力インピーダンス(通常は7〜9オーム)。したがって、50オームのトレースの場合、レジスターの41〜43オームが適切です。
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さらに、I2Cでソース終端を使用することは、多くのデバイスがある場合、またはバスが長くなる場合(ケーブルを経由する場合など)に適しています。リンギングを最小限に抑え、反射を防ぎます。trace-> connector-> cable-> connector-> traceを実行するときに、組み立てられたデバイスの抵抗値を微調整する必要がある場合があります。これらのインピーダンスをすべて一致させない限り、全体的なパスインピーダンスにファンキーさが存在します。I2Cバスの実行時間が実行時間と比較して非常に遅い場合、これはまったく問題になりません。
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12pFが非常に重要なクロックレートでバスを実行している場合は、クロックレートが非常に高い必要があるため、シグナルインテグリティに非常に細心の注意を払ってください。10Khzで1kプルアップすると、100pFがスルーレート制御なしのバス制限になりますが、高速で実行されるものはすべてスルーレート制御になるか、差動になります。400kHzのI2Cは、スルーレート制御なしで400pFのバス容量を可能にします。適切な制御でさらに多くのことが可能です。したがって、16ビットPICを使用しているだけでバスが非常に高速に動作していることを疑うのであれば、14pFは大きな問題です。
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その部分では、うまく見えます。0.15pFの測定方法がわからない。パッケージの静電容量がその近傍またはそれ以上にあると思います。実際には、これらの部品をボードに配置すると、部品の静電容量を相殺するように機能するリードインダクタンスもある程度存在します。これが、10nFのような非常に小さなキャップで作業する場合、リードインダクタンスの影響をできるだけ無効にするために、利用可能な最小のパッケージを使用する必要があることを確認する必要がある理由です。
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UART、イーサネット、デジタルI / Oなど、ボードから出る信号に同様の部品を配置しました。ボード内信号の場合は、心配する必要はありません。

内部ダイオードについて:ダイオードが取るものには限界があります。内部ダイオードは通常の取り扱いで問題ありません。外部ダイオードは、「真冬のシャグカーペット」の静的な衝撃から保護します。


「真冬のシャグカーペット」大好き!
Thomas O
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