Selección de un TVS para protección ESD

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Estoy trabajando en un diseño que es susceptible a la ESD. El producto es portátil y está alimentado por una verruga de pared de 5 V a través de un conector jack de barril. El 5V suministra algunos ICs con potencia. Además, hay algunos botones pulsadores, que interactúan con diferentes circuitos integrados. Me gustaría proteger tanto la entrada del conector cilíndrico como las entradas de los botones de los transitorios ESD, pero tengo problemas para encontrar un TVS adecuado y me pregunto si mi enfoque es incorrecto. En última instancia, planeo tener un TVS para el suministro de 5V y uno para cada pulsador.

De los circuitos integrados en el diseño, el más sensible tiene un máximo absoluto de Vcc y Vin (de botones pulsadores) de 6V. Esto es lo que he hecho hasta ahora:

  1. Seleccione Vstandoff para los televisores. Dado que la tensión de funcionamiento nominal del circuito es de 5 V, necesito un separador que sea igual o ligeramente superior a 5 V (el máximo absoluto de los circuitos integrados es de 6 V).
  2. Seleccione el voltaje de ruptura de los televisores. Dado que la V mínima absoluta de los circuitos integrados es 6V, necesito que mi voltaje de ruptura esté entre el voltaje de separación y 6V. Me parece que el valor particular aquí no es tan crítico.
  3. Seleccione Vclamp de los televisores. Este parece ser el parámetro más crítico. Como entiendo, Vclamp de los televisores es la caída máxima de voltaje a través de los televisores en un pulso de corriente específico. Si quisiera que mi dispositivo cumpliera con varias normas ESD (por ejemplo, +/- 8 kV 8x20uS pulso según IEC61000-4-2), entonces necesito un voltaje de sujeción que sea menor que el máximo absoluto de mis ICs, por ejemplo. menor o igual a 6V (pero obviamente mayor que 5V). Después de todo, el voltaje de sujeción es el voltaje que verán los circuitos integrados.
  4. Asegúrese de que los requisitos de potencia de pulso pico para TVS sean satisfactorios.

Suponiendo que lo anterior es cierto, me está costando mucho encontrar un televisor que cumpla con los requisitos de mi diseño. En particular, los voltajes de sujeción de los televisores que estoy viendo superan el requisito máximo de 6V. En general, los voltajes de sujeción parecen ser un 60% más altos que los voltajes de ruptura, que a su vez parecen ser un 20% más altos que el voltaje de separación. Hay varias partes, que tienen Vclamp en el orden de 9V ( este es solo un ejemplo) .

La ausencia de una parte obviamente adecuada me lleva a preguntarme si me estoy perdiendo algo en mi selección de TVS (por ejemplo, quizás en realidad está bien que vclamp tenga 9V ya que es un pulso tan corto?) o si se supone que debo estar utilizando un televisor en tándem con otra cosa. ¿Cómo debo manejar la protección contra descargas electrostáticas (ESD) para mi circuito dada la tolerancia "estrecha" entre mi Vsupply / Absolute Max V y Vclamp de los televisores que estoy viendo?

    
pregunta Doov

1 respuesta

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Casi todos los cargadores y reguladores que existen hoy en día tienen un máximo absoluto de 6V. Si tiene un TV con clasificación USB y alguna capacitancia en el bus de 5 V, probablemente no tendrá problemas allí. Puede usar una tapa de alto voltaje si lo desea y colocarla cerca del gato de barril.

Para los botones, use una resistencia en serie (tan grande como pueda aceptar sin causar problemas con su pullup o desplegable) y una tapa de derivación. Coloque la resistencia cerca del botón y coloque la tapa cerca del IC donde va la señal. Probablemente no necesite TVS en los botones, pero es una buena idea colocarlo en el diseño (cerca del IC) en caso de que sea necesario. Una amplia variedad de diodos ESD de tamaño 0402 están disponibles. Si tiene una gran resistencia en serie entre la pistola ESD y el IC, el diodo ESD no tendrá que disipar mucha energía. El condensador ayudará a evitar el dv / dt.

Lo más importante, es necesario probar. No se puede resolver analítica ESD. Puedes darle la mejor oportunidad, pero luego debes realizar una prueba para verificar.

Los dos problemas principales que obtiene de ESD son:

  1. Entradas de IC o transistor dañadas (corrección con capacitancia o diodos ESD) o TVS)
  2. las entradas mal terminadas se alternan debido al acoplamiento de impulsos y causan algún comportamiento no deseado, como reiniciar / reiniciar / apagar.

Rara vez la ESD daña algo que no sea una entrada de IC.

También asegúrese de considerar el caso 2. Cualquier entrada de restablecimiento o entrada de interrupción debe ser analizada. Un pullup interno de 200k (o lo que sea) puede no ser suficiente. Es posible que desee agregar una tapa o un pullup / pulldown más fuerte.

Finalmente, la mejor defensa contra la ESD, cuando sea posible, es mantener la pistola lejos de los componentes enterrándolos dentro de una carcasa de plástico. Eso es principalmente un problema de diseño mecánico, sin embargo. Si la punta de la pistola no puede acercarse a los componentes, no habrá descarga en primer lugar.

    
respondido por el mkeith

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