|实验中产生了真正的知识充分利用ESD保护元件性能的电路设计

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TDK的多层贴片压敏电阻产品组合可保护因静电放电(ESD)影响而导致的设备故障和误操作,帮助客户有效地解决ESD问题。但是,由于用户设备的小型化、轻便化、高功能化,以前效果很好的多层贴膜压敏电阻产品也出现了不能充分发挥保护效果的情况。

为了查明原因,戴尔在客户设备小型化的前提下进行了ESD实验,此次推文详细介绍了通过此次实验获得的各种数据和结果。

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5G技术的发展使设备之间能够进行协作和实时通信,对设备设计提出了更高的要求(例如,体积小、重量轻、功耗低、功能增强、长期运行、可靠性提高、EMC抗扰性提高等)。智能手机、VR、无人机等小型移动设备的PCB大小小于大型设备(如汽车、工业设备、医疗设备等)的PCB和盘柜设计,ESD易入侵,消除ESD的GND接地和盘柜设计往往不稳定,是ESD难以采取对策的设备之一。

对于电压保护应用,TDK提供了非常完整的减压电阻(氧化锌)和防雷(放电管)产品,可以满足各种电流尺寸的应用。本文介绍的ESD测试使用下图所示的特殊贴纸压敏电阻。

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ESD可视化设备是使用非接触磁场探针自动扫描ESD电流,以可视化ESD电流的设备。

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图1 ESD可视化设备

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这次实验使用了双面电路板(前面:信号线,后面:GND接地,前面GND接地,前面GND接地,通过Via,后面GND接地)。背面的GND地线有两种尺寸:1窄地线(10x20mm毫米)和宽地线(85x50mm毫米)。

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图2 PCB GND接地设计

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将贴片压敏电阻配置在PCB前面的信号线和GND接地之间。GND地线与金属外壳和大地没有连接。在此状态下,根据IEC61000-4-2的要求,将ESD 1kV应用于信号线。

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图3实验设置

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如果GND地线很窄,ESD将绕过减压电阻扩散到信号线。GND地线宽时,ESD被贴纸压力吸收,引导到GND地线。这是由相对于信号线的GND地线的阻抗大小决定的。如果GND地线很窄,ESD就不能流向贴片减压电阻,因为GND地线的阻抗很大。

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