¿Cómo determinar si necesito protección contra ESD? (MOSFET H-Bridge)

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Estoy diseñando un H-Bridge utilizando IRLZ44N MOSFETs, IR2104 IC del controlador y UF5401 diodos.

El circuito actual se ve así:

Se utilizará en un dispositivo alimentado por batería, por lo que no hay una conexión a tierra real disponible, la carcasa será de plástico o casi nada.

El único lugar donde un humano podría tocar es los terminales del motor y el conector de alimentación.

He leído en muchas preguntas que la protección adecuada contra ESD es muy importante y que estos componentes son muy sensibles, pero aún así estoy confundido, ya que la mayoría de los tutoriales de H-bridge no incluyen nada sobre la seguridad de ESD.

TL; DR: ¿Necesito protección adicional para el caso de uso promedio con estos componentes?

    
pregunta akaltar

3 respuestas

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Los MOSFET no son sensibles a ESD en la fuente y el drenaje. Si cambia la salida del puente, los transistores tomarán el impacto: el drenaje a la capacidad de la fuente limitará el tiempo de aumento transitorio, y están clasificados para una energía de descomposición de la avalancha de varios cientos de miliculios a temperatura ambiente. La puerta de los transistores es susceptible a la ESD pero no es una conexión expuesta. Me preocuparía más que los LED de optoacoplador fuesen apagados, pero incluso son bastante resistentes. Si se modifica la entrada de la fuente de alimentación, las tapas de filtrado de entrada omitirán la mayor parte del pulso.

    
respondido por el jms
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Lo tienes. Coloque sus diodos de sujeción cerca del conector del motor y asegúrese de que haya una buena derivación capacitiva cerca de ellos.

    
respondido por el Daniel
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¿Necesita protección ESD? Eso realmente depende de a qué está conectado el puente H Hay algunas fuentes de ESD que podrían preocuparte.

Lo más probable es que se trate de personas, unos pocos miles de voltios (8 kV para el modelo del cuerpo humano) es lo que necesita para prepararse si algo que va a estar conectado al puente h está expuesto a las personas. Realmente depende de si el dispositivo que tiene está incluido. Si es más como una jaula de Faraday con algún tipo de material conductor a su alrededor, no tendrá mucho problema. He dibujado un circuito para dar algunas maneras de pensar acerca de la EDS. El aire tiene picoFarads de capacitancia, cuando algo se carga como un dedo, comienza a cargar el aire a su alrededor. Si consigues cerrar el condensador se rompe y se corta. Lo que importa es lo que está dentro de tu caja. ¿Hay un motor expuesto al mundo exterior que podría ser una vía de baja impedancia para que la ESD ingrese a su circuito como R4? ¿Hay tornillos como R1 que se conectan a tierra para que la ESD realice una ruta de retorno a través de su producto? Si su caso es aislante en todos los sentidos, entonces no habrá muchas oportunidades para que la ESD lo apruebe. Pero si tiene un motor conectado al puente en H y algunos tornillos que pasan por la carcasa, entonces podría haber un mejor camino y tendría que preocuparse por ello. El mejor de los casos es una caja de metal con todos sus componentes electrónicos en el interior. Si una persona lo tiene en la mano, entonces todo tendrá el mismo potencial y no importará. El peor de los casos es si estuviera sentado en un escritorio de metal y la vía de impedancia más baja es a través de la electrónica. Es posible que necesite protección contra ESD, pero depende de la ruta. También la parte más sensible del mosfet a ESD es la puerta. Y asegúrese de que el camino de la ESD a través de la protección y la puesta a tierra del chasis.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

El segundo es la carga triboeléctrica al frotar una superficie sobre otra. Los cables pueden hacer esto, si tiene un cable en su dispositivo, puede encontrarse con personas que generan fricción en el cable, lo cargan y lo golpean. Esto definitivamente requeriría protección.

También puedes realizar pruebas de ESD: tienen pistolas calibradas que usas para simular un choque humano. Si no puede permitirse uno de estos, una descarga eléctrica de pizo puede funcionar, si está preparado para algunas pruebas potencialmente destructivas. Si fuera un problema de costos, lo probaría y vería si tiene un problema. Las tapas también pueden absorber ESD hasta cierto punto, si el motor tuviera una alta impedancia y una baja capacitancia, no habría mucha corriente circulando a través de ella y algunas tapas de 1nF podrían hacer el trabajo, pero yo lo probaría.

    
respondido por el laptop2d

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