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PCB电路中的电磁兼容规划

一旦发生了静电放电,应该让其尽快旁路人地,不要直接侵入内部电路。例如内部电路如用金属机箱屏蔽,则机箱应良好接地,接地电阻要尽量小,这样放电电流可以由机箱外层流入大地,同时也可以将对周围物体放电时形成的

接地规划

一旦产生了静电放电,应该让其赶快旁路人地,不要直接侵入内部电路。例如内部电路如用金属机箱屏蔽,则机箱应杰出接地,接地电阻要尽量小,这样放电电流能够由机箱外层流入大地,一起也能够将对周围物体放电时构成的打扰导入大地,不会影响内部电路。对金属机箱,一般机箱内的电路会经过I/O电缆、电源线等接地,当机箱上产生静电放电时,机箱的电位上升,而内部电路由于接地,电位保持在地电位邻近。这时,机箱与电路之间存在着很大的电位差。这会在机箱与电路之间引起二次电弧。使电路构成损坏。经过添加电路与外壳之间的间隔能够防止二次电弧的产生。当电路与外壳之间的间隔不能添加时,能够在外壳与电路之间加一层接地的金属挡板,挡住电弧。假如电路与机箱连在一起,则只应经过一点衔接。防止电流流过电路。线路板与机箱衔接的点应在电缆入口处。对塑料机箱,则不存在机箱接地的问题。

电缆规划

一个正确规划的电缆维护体系或许是进步体系ESD非易理性的要害。作为大多数体系中的最大的“天线”— I/O电缆特别易于被ESD搅扰感应出大的电压或电流。从另一方面,电缆也对ESD搅扰供给低阻抗通道,假如电缆屏蔽同机壳地衔接的话。经过该通道ESD搅扰能量可从体系接地回路中开释,因此可间接地防止传导耦合。为削减ESD搅扰辐射耦合到电缆,线长和回路面积要减小,应按捺共模耦合而且运用金属屏蔽。关于输入/输出电缆可选用运用屏蔽电缆、共模扼流圈、过压箝位电路及电缆旁路滤波器办法。在电缆的两头,电缆屏蔽有必要与壳体屏蔽衔接。在互联电缆上装置一个共模扼流圈能够使静电放电构成的共模电压降在扼流圈上,而不是另一端的电路上。两个机箱之间用屏蔽电缆衔接时,经过电缆的屏蔽层将两个机箱衔接在一起,这样能够使两个机箱之间的电位差尽量小。这儿,机箱与电缆屏蔽层之间的搭接办法很重要。强烈建议在电缆两头的机箱与电缆屏蔽层之间360°搭接。

键盘和面板

键盘和控制面板的规划有必要确保放电电流能够直接流到地,而不会经过灵敏电路。关于绝缘键盘,在键与电路之间要装置一个放电防护器(如金属支架),为放电电流供给一条放电途径。放电防护器要直接衔接到机箱或机架上,而不能衔接到电路地上。当然,用较大的旅钮(添加操作者到内部线路的间隔)能够直接防止静电放电。键盘和控制面板的规划应能使放电电流不经过灵敏电路而直接到地。选用绝缘轴和大旋钮能够防止向控制键或电位器放电。现在,较多的电子产品面板选用薄膜按键和薄膜显现窗,由于该薄膜由耐高压的绝缘材料构成,可有用防止ESD经过按键和显现窗进入内部电路构成搅扰。别的,现在大多数键盘的按键内部均有由耐高压的绝缘薄膜构成的衬垫,可有用防止ESD的搅扰。

电路规划

设备中不必的输入端不允许处于不衔接或悬浮状况,而应当直接或经过恰当电阻与地线或电源端相连通。一般来说,与外部设备衔接的接口电路都需求加维护电路,其间也包含电源线,这一点往往被硬件规划所忽视。以微机为例来讲,应该考虑组织维护电路的环节有:串行通讯接口、并行通讯接口、键盘接口、显现接口等。

滤波器(分流电容或一系列电感或两者的结合)有必要用在电路中以阻挠EMI耦合到设备。假如输入为高阻抗,一个分流电容滤波器最有用,由于它的低阻抗将有用地旁路高的输入阻抗,分流电容越挨近输入端越好。假如输入阻抗低,运用一系列铁氧体能够供给最好的滤波器,这些铁氧体也应尽或许挨近输入端。

在内部电路上加强防护办法。关于或许遭受直接传导的静电放电搅扰的端口,能够在I/O接口处串接电阻或并联二极管至正负电源端。MOS管的输入端串接100kΩ电阻,输出端串接1kΩ电阻,以约束放电电流量。TTL管输人端串接22~100Ω电阻,输出端串接22~47Ω电阻。模仿管输入端串接100Ω~100kΩ,而且加并联二极管,分流放电电流至电源正或负极,模仿管输出端串接100Ω的电阻。在I/O信号线上装置一个对地的电容能够将接口电缆上感应的静电放电电流分流到机箱,防止流到电路上。但这个电容也会将机壳上的电流分流到信号线上。为了防止这种状况的产生,能够在旁路电容与线路板之间装置一只铁氧体磁珠,添加流向线路板的途径的阻抗。需求留意的是,电容的耐压必定要满足要求。静电放电的电压能够高达数千伏。用一个瞬态防护二极管也能够对静电放电起到有用的维护,但需求留意,用二极管尽管将瞬态搅扰的电压约束住了,但高频搅扰成分并没有削减,该电路中一般应有与瞬态防护二极管并联的高频旁路电容按捺高频搅扰。在电路规划及电路板布线方面,应选用门电路和选通脉冲。这种输入办法只要在静电放电和选通一起产生时才干构成损坏。而脉冲边缘触发输入办法对静电放电引起的瞬变很灵敏,不宜选用。

PCB规划

杰出的PCB规划能够有用地削减ESD搅扰对产品构成的影响,这也是电磁兼容规划中ESD规划部分的一个重要的内容,我们能够从那部分课程中得到具体的指引。对一个制品进行电磁兼容对策时,很难再对PCB进行从头规划(改善本钱太高),此处不再加以介绍。

软件

除了硬件办法外,软件按捺计划也是削减体系确定等严峻异常的有力办法。软件ESD按捺办法分为两种常用的类别:改写、查看而且康复。改写涉及到周期性地复位到休止状况,而且改写显现器和指示器状况。只需进行一次改写然后假定状况是正确的,其它的事就不必做了。查看/康复进程用于决议程序是否正确履行,它们在必定间隔时间被激活,以承认程序是否在完结某个功用。假如这些功用没有完成,一个康复程序被激活。

一般ESD对策原则:

(1)在易感CMOS、MOS器材中参加维护二极管;

(2)在易感传输线上(地线在内)串几十欧姆的电阻或铁氧体磁珠;

(3)运用静电维护外表涂敷技能,使ESD难以机芯放电,经证明非常有用;

(4)尽量运用屏蔽电缆;

(5)在易感接口处装置滤波器;并将无法装置滤波器的灵敏接口加以阻隔;

(6)挑选低脉冲频率的逻辑电路;

(7)外壳屏蔽加杰出的接地。

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