Bu harika bir soru çünkü 'yeni başlayanların' (eğer yapabilirsem) genellikle iyi hissetmedikleri iki şeye değiyor:
- Elektriksel koruma ve koşullandırma ne kadar önemlidir?
- Elektrik korumasının nereye konacağı
İşte yapmanız gerekenler:
You should protect any outgoing and incoming electrical signals that a user will touch
Kartınızdan çıkan tüm I / O hatları, başka bir cihaz veya kişi olsun, bir ESD kaynağına bağlanabilir. Saf çıkışları korumanın en kolay yolu, bunları bir kapı ile (bunu yapmak için 74 ve 4000 serisi parçaların birçoğu) veya analog çıkış durumunda bir opamp tamponlamaktır. Saf girişler için, bu tür hatları korumanın en kolay yolu olarak bir zener / TVS + serisi direnç kullanmak isteyeceksiniz.
Bununla birlikte, hepsi olmasa da çoğu mikrodenetleyici ve kullanmak isteyebileceğiniz diğer cihazların yerleşik ESD korumasına, bazen gerçekten çok iyi şeylere sahip olduğunu unutmayın. Temel olarak tüm endişelerinizle ilgilenen hem (mikro) zener hem de schottky to ground / schottky-Vcc korumasına sahiptir. Tasarımınızı güçlendirmek için, giden ve gelen hatlara yaklaşık 1 kohm'luk seri dirençler eklemek isteyebilirsiniz - eğer bu işlemi etkilemezse.
Bir uyarı: tüm MCU CMOS giriş / çıkışlarının üzerinde koruma olması, tüm çıkışların bu korumaya sahip olduğu anlamına gelmez. Örneğin, açık tahliye çıkışları (genellikle I2C çevre birimleri için kullanılır) herkesin bildiği gibi ESD'ye duyarlıdır ve ek giriş koruması gerektirir.
Ayrıca ESD'ye çok duyarlı olan USB hatları. Bununla birlikte, bu cihazların nispeten yüksek kapasitansı nedeniyle bir bataklık standart zener ve özellikle bir TVS yeterli olmayacaktır. Yüksek hızlı otobüsler, NXP PRTR5V0U4D gibi uzman koruma diyotları gerektirir. Bu cihazlar sadece güç raylarınıza giden schottky diyotlardır, bu yüzden daha önce yapmadıysanız, güç kaynağını da aşırı gerilimden korumanız gerekir!
You should protect and condition all incoming power lines
Güç hatları, yıkıcı olaylar söz konusu olduğunda en büyük düşmanınızdır. Tabii ki, kartınızdaki bir arıza aşırı akımın akmasına ve yangınlara neden olabilir - sigortaları bunun için kullanırız. Böyle bir senaryonun mümkün olmasını bekliyorsanız, daima panolarınızı sigortalayın. Muhtemelen değil - sadece olasılık yeterlidir. Sigorta derecesi hakkında endişelenmeyin, kartınızın beklenen akım çekişiyle sıkıca eşleşmesi gerekmez. Sigortaların tek işlevi yangınları önlemektir , bu yüzden bunu yaptığınızdan emin olun!
Ancak, elektrik hatlarında olabilecek tek yüksek akım sürekli değildir. Gelen güç hatları genellikle yüksek endüktans ile ilişkili uzun kablolardır - genellikle µH veya onlarca µH sırasıyla. 1A tüketen bir uygulamanız varsa, bu sabit durumda bu (parazitik) endüktansınE= 12L I2bu güç hattı ile µJ mertebesinde olacaktır. Bir kullanıcı şimdi güç hattını aniden keserse, mevcut yol kesilir, ancak güç hattında kaybetmesi gereken hala bu enerji vardır. Bu enerjinin tahliye şekli, cihazın bağlantısını kestikten hemen sonra meydana gelen bir kıvılcımdır - muhtemelen bu 'endüktif tekme' kıvılcımını, cihazları bağlarken veya çıkarırken daha önce görmüşsünüzdür. Genellikle sadece 1-100µJ arasında bir enerji olmasına rağmen, düşük kapasitanslı bir veriyoluna boşaltıldığında, bu, mikroelektroniklere zarar veren tehlikeli yüksek voltaj sivri uçlarına neden olabilir.
Bu nedenle elektrik hatlarına bir TVS veya MOV dahil etmek iyi bir uygulamadır. Tabii ki, bazı toplu kapasitans da çok açığız.
On-board protection and conditioning is very seldomly necessary
Yeni başlayanlar genellikle her yerde sigortalar ve koruma cihazları ile tamamen çıldırırlar. Bu, özellikle bir kullanıcının veya başka bir ESD kaynağının bu çizgilere dokunmasının hiçbir yolu yoksa gerekli değildir. Aynı şey EMI koruması için de geçerlidir - çoğu zaman gerekli değildir ve bir EMI sorununuz varsa bunları çözmek için genellikle daha iyi yollar vardır (sonlandırma veya tamponlama ile kaynak / yük empedansını azaltmak gibi).