Защита usb от esd
I am working with a robot that uses USB (not by choice lol) in a very static-prone environment, and I'm having problems with ESD locking up my USB hub. I found an "Industrial" USB hub that claims it can withstand a 15kV shock through air and an 8kV direct contact shock. I'm wondering what the effectiveness of that would be as compared to using USB Surge Protectors inline between a standard USB hub and the slave/master devices? What about using both at the same time? Would that actually help at all, or just introduce weird problems due to capacitance and whatnot?
Edit: I should mention that non-COTS PnP solutions are not an option unfortunately (for example I can't solder a special ESD protection chip to the data lines)
\$\begingroup\$ What do you mean "locking up" your USB hub? Did you design it? Do you have any additional information regarding what is "locking" up? USB usually is capable of "unlocking" itself gracefully if host software is written right. \$\endgroup\$
ESD защитный диод, эффективное устройство защиты от электростатического разряда
Предисловие: Все больше внимания уделяется помехам, вызванным электростатическим разрядом в цепи, повреждению компонентов, интерфейсной цепи и т. Д. ESD электростатический разряд, хотя его энергия относительно невелика, но процесс разряда очень быстрый, часто завершается мгновенно, обеспечивая энергию взрывного пробоя, нанося большой ущерб, будь то для человеческого тела или самого электронного продукта. По этой причине, чтобы предотвратить и уменьшить повреждение от электростатических разрядов прецизионных устройств в электронных продуктах, будут приняты соответствующие меры для обеспечения контроля и защиты от электростатического разряда. В настоящее время более распространенной мерой является использование защитных диодов ESD и других компонентов электростатической защиты для защиты.
Как много вы знаете о защитных диодах от электростатического разряда?
Защитный диод от электростатического разряда является эффективным антистатическим защитным устройством, которое заменило предыдущий варистор и диод подавления переходных процессов TVS и стало популярным и популярным устройством защиты от электростатического разряда в электронной промышленности. В электронной промышленности конечной целью электростатической защиты от электростатического разряда является защита нормальной работы изделий путем противодействия разрушительному воздействию статического электричества от электростатического разряда с помощью определенных мер электростатической защиты при производстве электронных компонентов, компонентов и оборудования. Электростатические диоды ESD по сравнению с традиционными устройствами электростатической защиты имеют более существенные преимущества:
1) Супер быстрое время отклика, менее 1 нс
2) Сверхнизкое значение емкости, менее 0,05 п
3) Сверхмалый ток утечки, менее 0,1 нА
4) Сверхпрочное, эффективное действие более 400 000 раз
5) Соответствует отраслевому стандарту IEC61000-4-2
Ослепительная аура самого защитного диода от электростатического разряда освещает дорогу электростатической защиты. Диоды ESD можно найти в областях защиты высокоскоростных линий передачи данных, защиты портов USB, защиты портативных устройств (мобильных телефонов, IPAD, цифровых камер и т. Д.), Защиты устройств локальной сети или широкополосной сети, защиты системы коммутации и защиты коммутатора Ethernet. Диапазон применения чрезвычайно широк, а спрос чрезвычайно велик.
Dongwo Electronics, производитель устройств защиты от электростатических разрядов поблизости
Возникли следующие вопросы: на рынке существует бесчисленное множество крупных и мелких производителей устройств электростатической защиты от электростатических разрядов. Приобретая ESD-диоды, ищите профессионального, гарантированного и надежного поставщика-Dongwo Electronics и производителя электростатического устройства ESD поблизости.
Dongwo Electronics обладает превосходным техническим уровнем, сильной командой исследователей и разработчиков и строгой системой управления для обеспечения качества устройств защиты цепи и повышения уверенности в себе для китайской электронной промышленности. Dongwo Electronics основана на честности, на том, что хотят клиенты, на что они рассчитывают, и постоянно стремится к совершенству, инновациям, бесплатным решениям, бесплатным образцам, бесплатному тестированию и комплексному удовлетворению потребностей клиентов.
Конструкция защиты диода защиты от электростатического разряда в мобильном телефоне
В эту эпоху технологий мобильного интернета функции мобильных телефонов становятся все более и более мощными, но печатные платы внутри мобильных телефонов становятся все меньше и более интегрированными, и они становятся все более и более уязвимыми для статического электричества. Например, динамики ESD неожиданно замолкают, ЖК-экран белый, черный экран, мерцание экрана, сбой и перезагрузка. Существует много аспектов, которые следует учитывать для защиты мобильных телефонов от электростатического разряда, и только благодаря снижению воздействия электростатического разряда от источника мы можем производить надежные и безопасные электронные продукты. Разумная компоновка печатной платы и выбор устройств защиты от электростатического разряда являются ключом к защите от электростатического разряда. Dongwo Electronics имеет богатый дизайн и практический опыт в области электростатической защиты от электростатических разрядов, помогая клиентам разрабатывать решения электростатической защиты от электростатических разрядов, и рекомендует соответствующие модели защитных диодов от электростатических разрядов и предоставляет точные и подробные данные испытаний. Независимо от электростатической защиты на мобильном телефоне или других устройствах, защитные диоды Dongwo Electronic ESD имеют широкий ассортимент и комплектные модели, которые подходят для высокоинтегрированных и чувствительных цепей. Специфические данные о параметрах модели защитного диода ESD можно получить в Dongwo Electronics! ! !
Защита от статического ESD (принцип Устройства защиты от ESD и выбор)
Как правило, схема защиты ОУР следующая
Когда система не мешает, устройство ESD может быть проигнорировано и тяжелая работа.
Когда внешний интерфейс напряжение превышает напряжение пробоя ОУР устройства (V BR ), Устройство ОУР начинает работу и подает ток на землю.
Фактическое рабочее напряжение ESD устройства (V RWM ) А напряжение пробоя (V BR Разница, выбирая устройство ESD для выбора рабочего напряжения системы рабочего напряжения, чем ESD устройства (V RWM ),
Например, система 0 ~ 5V, то мы должны выбрать рабочее напряжение (V RWM Более 5V TVS.
Односторонний ОУР устройство и двусторонней ОУР устройство, двухсторонний ОУР устройство может передать положительное и отрицательное напряжение пробоя (V BR Сигнал, и устройство ОУР в одну стороны могут быть нарушены только через напряжение (V BR Сигналы, если они проходят отрицательными, пробое ESD устройства.
Особенность двухсторонних ОУР устройства и однонаправленные ОУРЫ устройства лучше, чем защита от отрицательного давления.
Несколько ESD Модели и его кривая разряда.
IEC 61000-4-2 рейтинг является ежедневный уровень контакта, нормальное деление четыре
Однако, когда устройство удовлетворяет ОУР с IEC 61000-4-2, представляет только защиту самого устройства ESD, не означает, что схема пост-уровня может выдержать соответствующее воздействие. Напряжения зажима является возможность измерить схему защиты устройства ОУР. Напряжения зажима является воздействие статического электричества устройства, когда извне в шоке. Как показано на чертеже, это воздействие, синий представляет собой напряжение, после того, как зажим воздействия на устройство ESD. Мы можем выбрать зажим напряжения на основе ваших собственных потребностей системы.
В практических применениях, ОУРЫ устройство паразитарное, как показано на чертеже, влияние паразитной емкости на границе цепи высокой скорости, паразитный конденсатор влияет на величину и скорость падения уровня, такие как USB3.0, HDMI, и более.
Паразитная емкость может быть выбрана в соответствии с интерфейсом приложения, когда выбран выбор ESD устройства.
ESD шаги выбора устройства
1. Вычислить диапазон амплитуд сигналов интерфейса, чтобы определить рабочее напряжение ESD устройства;
2. Определить использование одностороннего или двунаправленного устройства ESD в соответствии с типом сигнала;
3. Определить максимальную паразитную емкость, которая может быть затронута интерфейсом в соответствии со скоростью сигнала;
4. Выберите соответствующее напряжение зажима в соответствии с воздействием максимального напряжения системы цепи;
5. Убедитесь, что ОУР устройство может достигать или превышать IEC 61000-4-2 LEVEL4.
2 Answers 2
There are two kinds of issues with ESD. One is irreparable loss of functionality, due to physical damage (or fatigue) caused by ESD events. In this case extra protection does help, provided that the extra components don't destroy USB signal integrity way beyond specifications.
The second kind is temporal functional disruption. There are several possibilities how an ESD event can disrupt the USB data flow. The most serious problem is when the cable shield on hub ports (in both directions) is not connected properly to signal ground plane, if it is simply tied together. In this case the ESD current spike goes along the shield and causes signal ground bounce, either within the hub itself, or within the USB host system. This creates signal collisions that are unexpected by USB protocol, so a hub will intentionally "garble" upstream signals (see Section 11.8.3, Collision), and the host port will be forced into disabled state. This is a mandatory feature of USB 2.0 hubs. Devices don't do this, that's why your FTDI device is less susceptible to ESD when plugged directly into root port. Since the problem is likely in improper shield connection inside your selected hub, no external extra protection will be able so help.
To fix your ESD sensitivity problem you will need to find a "better hub", or modify the current one by de-coupling the shield net from ground net.
AMPLIFICATION: Here is an idea how the shielding should be implemented in a SYSTEM:
There could be some weak coupling introduced between signal GND and SHIELD in host and hub, but all depends of geometry/conductivity of shielded components, and whether FCC EMI is of concern.
Метод защиты USB -устройств от статических разрядов достаточно прост и традиционен - использование специальных подавителей разрядов - супрессоров ( Suppressor ). В USB -устройствах можно встретить несколько типов супрессоров:
Комбинированные супрессоры диодного типа.
Комбинированные транзисторные TVS -супрессоры.
Комбинированные супрессоры диодного типа.
Подавители выбросов напряжения являются обычно полупроводниковыми приборами, у которых ВАХ аналогична стабилитрону. В условиях нормальной работы ограничители являются высокоимпедансной нагрузкой по отношению к защищаемой схеме и служат для защиты цепи. В идеальном случае, устройство выглядит как разомкнутая цепь с незначительным током утечки. Когда напряжение переходного процесса превышает рабочее напряжение цепи, импеданс ограничителя понижается, и ток переходного процесса начинает течь через ограничитель. Мощность, образовавшаяся при переходном процессе, рассеивается в пределах устройства и ограничивается максимально допустимой температурой перехода. Когда линейное напряжение достигает нормального уровня, ограничители автоматически возвращаются в высокоимпедансное состояние. Примером таких устройств является TVS -диод (рис. 1).
TVS -диоды бывают двух типов: несимметричные и симметричные. Отличие их вольт-амперных характеристик демонстрирует рис. 2. Особенностью защиты линий USB является то, что необходимо обеспечивать защиту высокоскоростных и низковольтных линий, именно поэтому часть защитных устройств, например TVS -диоды, применяться в USB не могут. На напряжениях, ниже 5В, стандартная технология TVS -диодов становится непрактичной. Решением данной проблемы является применение регулирующих низкоемкостных диодов (рис. 3).
Между двух устройств, находящихся на линии, включены два источника фиксированного напряжения - питающее напряжение ( VCC ) и "земля" ( GND ). В тот момент, когда импульс напряжения на линии превысит сумму прямого напряжения диода и опорного напряжения, диоды направят его на питающую шину или "землю". Достоинством этого метода является низкая емкостная нагрузка, быстрое время реакции и двунаправленность (относительно опорного напряжения). Однако есть и недостатки, заключающиеся в том, что дискретные компоненты не рассчитаны на высокие скачки тока, связанные с ESD и могут выйти из строя. Другая проблема этого метода - это перенаправление импульса на питающую шину, что может привести к повреждению компонентов источника питания и других элементов, подключенных к этой же шине питания. Решает эту проблему добавление диода TVS на шину питания, для того, чтобы импульс перенапряжения направлялся на землю (рис. 4).
Именно таким образом и получают комбинированные супрессоры диодного типа. Пример использования комбинированного супрессора (типа NUP 4201 DR 2) для защиты двухканального интерфейса USB 2.0 приводится на рис. 5. В принципе, в USB -устройствах можно встретить применение более простых интегральных супрессоров на базе регулирующих диодов. Примеры построения таких супрессоров представлены на рис. 6.
Комбинированные транзисторные TVS -супресеоры.
Целое семейство интегральных супрессоров было предназначено для интерфейса USB 1.1. Их эквивалентная структура и распределение сигналов по контактам показаны на рис. 7. Супрессоры такого типа выпускались фирмой Texas Instruments , и имели маркировку SN 65220 (одноканальный супрессор), SN 65240 и SN 75240 (двухканальные супрессоры). Микросхемы этого типа обеспечивают подавление шумовых выбросов напряжения, образованных самыми различными источниками, уменьшая тем самым вероятность отказа микросхем контроллеров USB .
Основными характеристиками и особенностями супрессоров этого типа являются:
напряжение ограничения . 6В;
малый ток утечки . I мкА при напряжении 6В;
малое значение емкости . 35 пф;
защита о ESD до 15 кВ;
мощность импульса . до 60Вт;
максимальное значение броска прямого тока . ЗА;
максимальное значение броска обратного тока . -9А.
Вольт-амперная характеристика микросхем этого типа показана на рис. 8, а на рис. 9 демонстрируется принцип подключения микросхем к линиям USB . Микросхемы этого типа не предназначены для использования в интерфейсе USB 2.0 - этому мешает величина емкости супрессора. Емкость 35 пФ является малой лишь для USB 1.1, т.е. для скоростей LS и FS , а для скорости HS в USB 2.0 это значение является остаточно большим. Для защиты интерфейса USB 2.0 фирмой Texas Instruments производятся микросхемы на основе регулирующих диодов, например, микросхема TPD 2 E 001.
Под дискретными супрессорами обычно подразумевается сразу несколько типов электронных приборов. Реальное же применение для защиты USB -интерфейсов нашли следующие из них:
Импульсные предохранители - Pulse Guard ( PG );
Многоуровневые варисторы - Multi Layer Varistors (MLV);
Позисторы - Positive Temperature Coefficient (PTC).
Комбинация этих элементов защиты позволяет организовать полнофункциональную защиту всех элементов USB интерфейса. Принцип организации электростатической защиты USB интерфейса с помощью дискретных элементов демонстрируется на рис. 10. Дадим краткую характеристику элементов этой защиты.
Voltage - это импульс напряжения, возникающий на супрессоре в период пока его сопротивление изменяется с большого на малое, т.е. это выброс, возникающий в момент, когда супрессор переходит в режим фиксации напряжения. Но так как инерционность PulseGuard очень мала (менее 1 нс), этот всплеск получается очень коротким и его амплитуда составляет не более 1000 В. Таким образом, получается, что приборы PulseGuard пропускают короткие всплески напряжения величиной до 1000 В, но это, на самом деле, не страшно, т.к. все современные микросхемы имеют встроенную защиту от подобных всплесков величиной до 2000 В. Приборы PulseGuard предназначены для поверхностного монтажа и бывают двух типов - для защиты одной линии (серия PGB 0603, например, PGB 0010603) и для защиты двух линий, выпускаемых в корпусах SOT 23.
Импульсные предохранители PulseGuard, выпускаемые фирмой Littelfuse из полимерных композитных материалов, являются ESD -супрессорами с очень малым значением емкости (0.055 пФ), что позволяет использовать их для защиты высокочастотных каналов передачи данных, и, в частности, каналов USB , работающих на скоростях HS (до 480 Мбит/с). Малая емкость этих приборов, практически, не искажает форму сигналов на информационных линиях (рис.11). Вольт-Амперная характеристика приборов PulseGuard представлена на рис.12. На этой характеристике наблюдается всплеск напряжения - Trigger Voltage (напряжение включения).
Trigger обычные SMD компоненты: чип-резисторы и чип-транзисторы. Основные характеристики PulseGuard :
напряжение включения . 1000В;
напряжение фиксации . 150В;
максимально допустимое постоянное напряжение на защищаемых линиях . 24В;
емкость . 0.055 пФ;
время реакции . менее 1нс;
ток утечки (при 6В) . менее 1нА;
минимальное количество выдерживаемых импульсов . 1000.
Последняя из приведенных характеристик говорит о том, что существует некоторый предел использования приборов PulseGuard , т.е. постепенно, с каждым новым срабатыванием, они несколько деградируют. Теоретически, существует такой момент времени, когда очередной ESD -разряд не будет "поглощен" супрессором и приведет к отказу USB -устройства.
Варисторы MLV предназначены для защиты линий питания и "земли" USB интерфейсов. Приборы MLV , фактически, являются типичными варисторами, задача которых заключается в защите от воздействия напряжения, имеющего больший номинал, чем порог срабатывания варистора. Принцип функционирования MLV при возникновении ESD -разряда поясняет рис.13. Приборы MLV , также выпускаемые фирмой Littelfuse ®, представляют собой компоненты поверхностного монтажа.
Позисторы РТС - это терморезисторы с положительным температурным коэффициентом сопротивления (+ТКС). Эти приборы позволяют защитить линии USB от больших токов, вызванных, короткими замыканиями линии +5 V и GND . При возникновении короткого замыкания в линии +5В, ток через РТС резко возрастает, что приводит к его разогреву и увеличению сопротивления. Переходя в состояние высокого сопротивления, РТС, фактически, размыкает цепь питания, отключая тем самым устройства USB . После того как причина большого тока в канале +5 V будет устранена, РТС остывает и восстанавливает свое малое сопротивление. Все выше перечисленные элементы защиты могут быть использованы и для защиты линий Fire Wire и Ethernet .
ESD в переводе означает Electrostatic Discharge, т. е. электростатический разряд. Он происходит в момент уравнивания разности потенциалов между двумя проводниками, и может необратимо повредить чувствительные электронные схемы. В этой статье приведены причины возникновения ESD и способы защиты от него (использовался перевод статей [1, 2]).
[Откуда берется ESD?]
Статическое электричество представлено дисбалансом положительного и отрицательного зарядов, которые могут накапливаться на поверхности объекта.
Простой электроскоп, показывающий наличие статического электричества (автор D. Mohan Kumar):
Неожиданное перетекание зарядов при уравнивании потенциалов называется электростатическим разрядом (ElectroStatic discharge, ESD), и это событие может негативно повлиять на работоспособность электронных схем, особенно тех, которые используют полевые транзисторы (FET, MOSFET), микросхемы CMOS и микропроцессоры. Однако не стоит успокаиваться тем, кто применяет биполярные транзисторы и микросхемы TTL. На своей практике я помню несколько случаев выгорания логики серии К155 от статического электричества! Боятся статики все компьютерные компоненты - карты SD, жесткие диски, платы расширения PCI, мониторы.
ESD визуально наблюдается как синяя искра, между поверхностями токопроводящих объектов. Иногда эту искру можно не заметить, но все равно электрический разряд потенциально может повредить чувствительные полупроводники. Статическое электричество чаще всего накапливается в сухом климате, особенно в зданиях централизованного отопления, и особенно частот рядом с фотокопировальными машинами (ксероксами). Статический заряд может быть очень значительным в помещении с низкой влажностью, когда техника кондиционирования работает не надлежащим образом. Обычно отрицательный заряд накапливается возле пола, а положительный на некоторой высоте от него. Устранение статических зарядов может быть реализовано с помощь ионизации и увлажнения воздуха, а также правильно организованной вентиляции.
Тело человека. Ваше тело не только проводник электростатики, оно настоящий генератор ESD. Помните игру в школе, когда Вам установили новую мебель, и обнаружилось, что когда елозишь попой на стуле, тело электризуется? Можно было подойти к однокласснику и испугать его прикосновением разряда ESD. Иногда при этом можно было заметить искру электрического разряда! Конечно, такой разряд не сулит электронике ничего хорошего.
Обе ваши руки электрически соединены друг с другом, и можно безопасно перекладывать электронные компоненты из одной руки в другую. Однако реальная проблема возникает при передаче электроники от одного человека к другому, а также когда человек, который держит в руке плату, пытается установить её в какой-либо электронный прибор.
Питающая сеть 220V. Питающая сеть также может создавать потенциалы напряжения, которые могут повредить электронику. Такое напряжение тоже часто относят к ESD, и оно также опасно.
Причина возникновения нежелательного потенциала кроется в наличии сетевых фильтров на стороне входа напряжения питающей сети 220V. Этими фильтрами оснащено практически любое электронное оборудование, получающее питание от сети - осциллографы, генераторы, частотомеры, мониторы, микроволновые печи, холодильники. Пример схемы сетевого фильтра:
Вот так могут выглядеть подобные сетевые фильтры снаружи и внутри:
Конденсаторы фильтра уменьшают проникновение высокочастотных помех из питающей сети в электронику и обратно. Однако тот факт, что они также соединяют сеть 220V с общей шиной (земля, GND) электронных приборов, может привести к проблемам, если общая шина по какой-то причине не заземлена. Обратите внимание на конденсаторы C3 и C4 в примере схемы фильтра. Эти конденсаторы создадут переменное напряжение около 110V между шасси питаемого устройства и шиной земли или нейтрали, если по какой-то причине точка соединения C3 и C4 не заземлена.
Почему при отсутствии заземления сетевой фильтр может создавать проблемы. Известно, что современные шнуры трехпроводные, и коннектор на шнуре имеет 3 контакта. Один провод и контакт специально выделен для заземления, он уравнивает шасси прибора с общим потенциалом. Вот так выглядит нормально работающая схема питания:
В этом примере показаны два устройства:
Устройство 1. Заземленный компьютер, где программист пишет и отлаживает программу.
Устройство 2. Разрабатываемый прибор, который питается от заземленного источника питания.
Программист отлаживает программу, передавая её через USB и адаптер JTAG в отлаживаемое устройство. Иногда программисту требуется перетыкать кабель JTAG. Если сетевые кабели 220v обеспечивают надежный контакт с землей, то обычно проблем не возникает. В момент подключения коннектора JTAG к отлаживаемому устройству они изначально имеют друг относительно с другом безопасный для электроники потенциал. Здесь земли обоих устройств GND1 и GND2 соединены через сетевую вилку, и поэтому коннекторы JTAG папа и мама получают друг относительно друга безопасный, близкий к нулю потенциал.
Но может возникнуть и опасная ситуация, когда по какой-то причине устройство 1 или устройство 2 (или даже они оба) не заземлены. Это обычная ситуация в случае некачественного сетевого кабеля, или если он подключен в розетку, которая не имеет заземления. Для примера предположим, что общий провод устройства 1 не соединен с землей. Тогда между контактами коннектора JTAG (он через USB подключен к компьютеру, т. е. устройству 1) и отлаживаемым устройством может образоваться опасное напряжение около 110V переменного тока:
Если по какой-то причине в момент подключения коннектора JTAG соединится не контакт земли, а сигнальный провод (любой из сигналов TCK, TDI, TDO, TMS) то через него потечет опасный ток, который может повредить как микроконтроллер, где отлаживается программа, так и адаптер JTAG.
Для устранения подобных ситуаций применяют выделенное, специально организованное соединение между землей компьютера и землей отлаживаемого устройства. Это самый простой и надежный способ. Также иногда дополнительно используют адаптеры JTAG с гальванической изоляцией интерфейса.
[Защита от ESD]
Вот несколько общих принципов защиты от ESD, по мере уменьшения их значимости. Они могут применяться как по отдельности, так и совместно, для усиления эффекта:
1. Предварительное уравнивание потенциалов в безопасной для электроники цепи.
2. Ограничение тока разряда с ограничением напряжения разряда на чувствительной цепи.
3. Изоляция.
Идеально организованное рабочее место, обеспечивающее защиту электроники от ESD:
Если Вы понимаете, как реализовываются эти принципы на практике, то дальше можно не читать, нужно только создать все условия, которые будут гарантировать минимум риска появления ESD и их вредного воздействия.
[Уравнивание потенциалов]
Вот меры, которые помогут снять потенциал ESD еще до того, как разряд доберется до электроники:
1. Поддержание в помещении оптимальной влажности, применение кондиционеров и ионизаторов воздуха.
2. Антистатическая обработка мебели и одежды.
3. Применение антистатических матов и браслетов на рабочем месте.
4. Заземление всего, что только возможно.
5. Поддержание в идеальном рабочем состоянии заземления питающей сети 220V и кабелей подключения к ней.
6. Антистатическая упаковка.
7. Соблюдение некоторых правил при передаче электроники с места на место.
8. Применение специальных коннекторов, обеспечивающих гарантированное первое подключение шины земли.
Несколько простых правил манипуляций с электронными компонентами, которые помогают защититься от ESD:
• Берите электронное устройство в руки (транзистор, микросхема, печатная плата, модуль) только после того, как будете уверены, что между этим электронным компонентом и Вами нет электрического потенциала. Уровнять потенциалы можно в безопасном для электронного компонента месте - сначала нужно коснуться электростатического мата, на котором компонент лежит, или электростатического пакета. Если это печатная плата, то предварительно коснитесь шины земли на ней. Эти правила помогут предварительно уравнять потенциалы между Вами и компонентом в безопасном месте, после чего можно переносить компонент и совершать с ним какие-то действия.
• При передаче электронного компонента от человека к человеку сначала коснитесь кожи человека, и только потом передавайте ему компонент. Первое прикосновение гарантирует уравнивание потенциала в безопасном для электроники месте.
• Следует принять меры предварительного уравнивания потенциала жала паяльника и монтируемой конструкции. Это можно сделать с помощью заземления жала паяльника и паяемой конструкции. Паяльные станции имеют для этой цели специальное гнездо или клемму. Однако наглухо заземленное жало паяльника может быть менее безопасно, чем совсем не заземленное. Подключайте заземление через последовательный резистор порядка 100 кОм .. 1 МОм. Идеальный вариант, когда жало и монтируемая плата соединены друг с другом проводом с последовательным резистором 100 кОм .. 1 МОм. И конечно, на паяемой конструкции должно отсутствовать питание.
• Синтетические коврики на полу могу генерировать заряд. Избегайте их на рабочем месте, или используйте специальные антистатические коврики и маты.
• Электронно-лучевые трубки (используемые в старых моделях осциллографов и мониторов) могут быть опасны, так как они питаются от высокого напряжения и могут создавать электрические заряды на экране. Держите чувствительные к ESD компоненты на безопасном расстоянии от экрана, и избегайте касаний экрана.
Паяльные станции. Имейте в виду, что многие старые паяльные станции, и даже некоторые современные, имеют клеммы заземления, которые накоротко соединены с жалом паяльника. Вот очень качественный современный паяльник TS100 с клеммой заземления, которая имеет нулевое сопротивление с жалом паяльника:
Сопротивление между клеммой заземления и жалом можно просто проверить с помощью мультиметра - на моей паяльной станции мультиметр показывает 4.41M (это нормально). Если сопротивление слишком мало, то нужно добавить последовательно с подключением заземления резистор 1 МОм.
Если этого не сделать, то короткое заземление через жало паяльника, когда случайно начали паять находящееся под питанием устройство, может повредить его электронную схему. Это событие не связано с ESD, однако оно тоже опасно. Включенный последовательно с заземлением резистор избавит Вас от подобных проблем.
Изоляция паяльника. Оригинальное решение, которое хорошо работает в случае использования электростатических коврика и браслета, или надежного соединения паяемого устройства с клеммой заземления паяльной станции. Паяльник TS100, работающий от аккумуляторной батареи:
[Обеспечение первого подключения шины земли]
Некоторые коннекторы устроены таким образом, что некоторые штырьки у них длиннее. Обычно длинные штырьки используются для подключения провода земли (GND), иногда и питания. Это сделано специально, чтобы при соединении, когда разъем входит в ответную часть, сначала соединялись и уравнивали свой потенциал цепи с длинными контактами, и только потом соединялись сигнальные цепи. Получается возможность реализовать горячее подключение, когда устройство находится под током и работает.
Хороший пример таких коннекторов - Serial ATA, и широко известный в быту штепсель USB Type A:
Контакты, справа налево: красный +питания (VBUS), белый -DATA, зеленый +DATA, черный GND.
[Ограничение тока разряда]
К этому способу защиты относят ESD-фильтры и защитные цепи, состоящие из резистора и двух диодов.
ESD-фильтры, EMI-суппрессоры. Выпускаются интегральные фильтры и подавители помех. Некоторые из них имеют встроенные ограничители напряжения (варисторы, диоды), которые снижают риск повреждения от импульса статического электричества [3].
Защитные цепи. Последовательно включенный резистор и цепочка из диодов защищают сигнальную цепь от перенапряжения. Уровень напряжения на сигнальной шине не может опуститься значительно ниже GND (в этом случае ток пойдет через диод D2) и подняться выше уровня напряжения питания Vcc (в этом случае ток пойдет через диод D1).
[Ссылки]
Читайте также: