ESD 保护器件 - MCU 必需吗?

电器工程 静电放电 微控制器
2022-01-28 12:15:34

我正在使用板上的两个芯片,一个 dsPIC33F 和一个 PIC24F 以及一个串行 EEPROM(24FC1025。)

我见过这些采用 0603 封装的小型 ESD 保护器件:

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

对于我正在使用的 MCU,这有必要吗?电路板可能会经常被处理,并且外部接口(I2C、UART)可能会受到 ESD 的影响。

无论如何,内部二极管会保护芯片并使这些毫无意义吗?

2个回答

您当然可以使用此类设备。对于具有较低功耗要求的任何事物,它们通常是一个糟糕的选择,因为它们具有高泄漏电流。

您还必须注意钳位电压,~200V 的 ESD 会损坏微控制器,您链接的设备的最大规格为 500V。确保您试图保护的任何东西实际上都得到了所需的保护。

对于数字线路,还要注意这些设备/封装的电容,它们会破坏您的信号完整性。

如果输入可能会受到 ESD 的影响,我通常会做什么,例如在现场经常连接的输入是使用 2 管齐下的方法。

首先使用 ESD 设备或靠近电路的二极管进行保护,我将使用哪种类型取决于所讨论的信号/电路。这是为了防止较低的尖峰,例如 8kV。您越来越多地在设备内部看到这种类型的保护,尤其是 RS232 驱动器和线路驱动器等边界设备。

其次,在搭建PCB时使用火花隙,其实无非就是在PCB表面放2个焊盘,1个是信号,另一个是良好的接地,它们之间的间距非常接近,比如6分开。这将防止更高的电压冲击,如 25kV。非常简单的概念,高压跳过间隙并直接接地。请注意如何放置这些,尽可能靠近连接器,并提供最佳接地连接。

还要注意您使用的制造过程,您不希望焊料意外弥合间隙。

在数字迹线上很难实现间隙并避免改变阻抗,通常需要在原型运行后调整信号端接。

关于垫的正确形状存在一些争论,有些使用半月形,有些使用尖三角形,尖端彼此靠近,有些使用方形垫。我一直使用方形垫,靠近另一个垫的区域越多,重复的打击越多,间隙将继续存在。权衡是方形焊盘将尽最大努力确保没有焊料桥接。最好的答案是让您的 CM 根本不将焊料应用到这些焊盘上,但这可能需要他们付出特别的努力。

我在离开电路板的信号上放置了类似的部分,例如 UART、以太网、数字 I/O。对于板内信号,不用担心。

关于内部二极管:二极管的容量是有限制的。内部二极管可以正常处理。外部二极管将防止更大的“寒冬中的粗毛地毯”静电冲击。