ESD 서지로부터 MCU (PIC18F67J60) ADC 입력 (0 ~ 3.3V)을 보호하려고합니다.
나는 다른 접근법을 보았고 선호되는 방법이 무엇인지 의심합니다. 또는 각 방법의 장단점 만 가능합니다.
방법은 다음과 같습니다.
올바른 역 작동 전압이 접지에 연결된 TVS 다이오드.
두 개의 쇼트 키 다이오드 : V +와 adc 입력 사이, 하나는 GND와 adc 입력 사이.
무엇을 선택해야합니까?
답변:
몇 가지 방법이 있으며, 성공적인 접근 방법은 일반적으로 동시에 여러 방법이 필요합니다. 그들은:
PCB 자체에 스파크 갭을 사용하십시오. 이것은 일반적으로 약 0.008 인치 이하로 분리 된 PCB 상에 2 개의 다이아몬드 모양의 패드를 사용하여 이루어진다. 솔더 마스크로 덮을 수 없습니다. 한 패드는 GND (또는 섀시 접지)에 연결되고 다른 패드는 보호하려는 신호입니다. 이것을 들어오는 커넥터에 넣으십시오. 이 스파크 갭은 ESD 전압을 약 600V로 줄일 수 있기 때문에 실제로는 잘 작동하지 않습니다. PCB의 습도와 먼지로 인해 LOT을 줄이거 나 가져옵니다. 이를위한 첫 번째 목적은 다이오드 및 저항과 같은 다른 보호 장치에서 스파크가 발생할 가능성을 제거하는 것입니다. 스파크 갭을 단독으로 사용할 수 없으며 작동이 예상됩니다.
PCB 스파크 갭의 예.
Source NXP AN10897 ESD 및 EMC 설계를위한 안내서입니다. 신부님. 02 (그림 33 내부).
스파크와 민감한 부품 사이의 직렬 저항. 이 저항은 신호를 방해하지 않으면 서 가능한 한 커야합니다. 때로는 신호가 저항을 허용하지 않거나 때로는 10K 옴과 같은 큰 물체로 벗어날 수 있습니다. 페라이트 비드도 여기서 작동 할 수 있지만, 저항은 더 넓은 주파수 범위에서 더 예측 가능한 성능을 갖기 때문에 가능하면 저항이 선호됩니다. 이 저항의 목적은 스파이크에서 흐르는 전류를 줄여 다이오드 나 다른 장치를 보호하는 데 도움이됩니다.
각 상황은이 4 가지의 다른 조합을 요구할 것입니다.
ADC 입력이 상당히 느리면 스파크 갭, 500 ~ 1k 저항 및 캡이 있습니다. PCB에 공간이 있다면 다이오드도 나쁘지 않습니다 (그러나 여전히 과잉 상태입니다).
스파크 갭에 대해 잠시 설명하겠습니다. 0402 패키지의 저항이 모든 보호 기능이며 스파이크가 발생한다고 가정 해 봅시다. 저항이 1 메그 옴이더라도 스파이크가 작은 저항을 가로 질러 뛰어나고 (저항을 우회) 여전히 칩을 죽일 수 있습니다 . 스파크 갭의 갭이 저항 패드 사이의 거리보다 작기 때문에 ESD 스파이크가 저항보다 스파크 갭을 가로 질러 점프 할 가능성이 높습니다. 물론 패드 사이의 거리가 더 넓은 저항을 사용할 수 있으며 경우에 따라 괜찮지 만 여전히 에너지를 처리해야합니다. 스파크 갭 (gap gap)으로 인해 ESD 에너지의 일부를 분산시킬 수 있습니다. 그리고 무엇보다도, 그들은 무료입니다!
TVS 다이오드의 한 가지 문제점은 때때로 일정량의 누설이있을 수 있으며, 이는 높은 임피던스 소스에서 가져온 ADC 판독에 영향을 줄 수 있다는 것입니다. "실제"VDD 입력에 대한 다이오드에는 그러한 문제가 없지만 입력 과도에 많은 회로를 노출하기 때문에 위험 할 수 있습니다. 이러한 두 가지 문제를 피하는 방법은 여기에 표시된대로 클램핑에만 사용되는 별도의 "공급"을 사용하는 것 입니다. one-meg 입력 임피던스에도 불구하고 one-meg 저항에 전압이 거의 나타나지 않습니다. 또한 괴물 크기의 전류 덤프 (스위치 클릭)조차도 밀리 암페어 미만으로 전원 공급 장치에 넣습니다.