Recomendaciones de diseño de diodo ESD

Es difícil lidiar con la EDS y las soluciones son más magia negra que ciencia. Dicho esto, lo que desea es que la impedancia a tierra sea menor que la impedancia del chip que está protegiendo. Hay varias formas de hacerlo, y la solución más práctica probablemente implique varias de estas cosas a la vez.

1. La ubicación y el enrutamiento de las trazas es un buen comienzo. Como notaste, MCU < - > Diodos < - > DB25 es probablemente el mejor, aunque MCU < - > DB25 < - > Los diodos pueden funcionar. Para que funcione, las trazas a los diodos deben ser gruesas y cortas. Los rastros a la MCU deben ser largos y delgados. Pero, IMHO, solo hacer esto no es suficiente para un producto comercial.

2. Coloque algún tipo de resistencia o perla de ferrita entre el DB25 / Diodes y la MCU. Prefiero resistencias para esto porque su impedancia es más predecible a altas frecuencias, pero una cuenta también podría funcionar. Una resistencia de alrededor de 10 a 50 ohmios es buena, dependiendo de la naturaleza de las señales que esté ejecutando. Esta resistencia / cordón aumentará la impedancia de la MCU, guiando a la ESD a tierra de una manera diferente.

3. Ponga un capacitor en paralelo con los diodos. Un valor de 3 nF es ideal para la protección contra ESD. Pero dependiendo de su señal, es posible que tenga que usar una más pequeña o más grande, o ninguna. Lo más grande que pueda evitar también reducirá sus problemas de EMI. La función básica de la tapa es absorber rápidamente la descarga ESD y volver a emitirla más lentamente y con un voltaje más pequeño. Si la tapa es lo suficientemente grande, no se requiere el diodo. Esta tapa también forma un filtro RC con el # 2 arriba e impide que la EMI entre o salga de la caja.

4. Conecte el protector del DB25 a la tierra del chasis y asegúrese de que su chasis sea un buen protector.

Recientemente tuve un problema con un dispositivo USB que se bloqueaba cada vez que ocurría una descarga de ESD dentro de los 8 pies de la caja. Al final tuve que conectar el shell USB al chasis, agregar resistencias de 33 ohmios a las líneas de datos USB, agregar mayúsculas y diodos. Hasta que hice todo eso todavía experimenté fracasos. Si dejara uno de esos, cualquiera, fallaría. Ahora funciona de forma sólida, incluso con chispas de 1 pulgada de largo en el chasis.

Para empezar, usaría los diodos de supresión de ESD especiales en lugar de los diodos Zener comunes; Son más rápidos y resisten mejor el alto voltaje.

Sus preocupaciones acerca de la colocación relativa están justificadas. De hecho, la corriente puede dividirse y alcanzar tanto el diodo de protección como el controlador. Por lo tanto, siempre coloque el diodo entre el conector y el controlador, y no los coloque en un rastro de código auxiliar, ya que creará el mismo problema. Coloque el diodo ESD en la traza en sí.

Asegúrese de que la distancia y la resistencia a un plano de tierra sean lo más cortas posible. Cuanto mayor sea el área de tierra, mayor será su capacidad y menor será el voltaje restante.
No cuentes demasiado en la tierra, eso está muy lejos; Una descarga puede descargarte todo tu CMOS antes de que llegue a la tierra.

Si es posible, intente hacer algún tipo de "pararrayos", esto puede ser una traza desnuda que termina a 0.1 mm desde una traza también en el suelo desnudo, de modo que una descarga de ESD pueda brillar en el espacio.
Para un proyecto tuvimos una pequeña rendija en el gabinete que exponía el PCB a una distancia de 2.5 mm del exterior del gabinete, en un lugar que el usuario podría tocar (botón). Así que temí que las descargas de ESD pudieran pasar a través de la ranura. Retiré todo el cobre cercano y coloqué una resistencia 0603, con un extremo conectado a tierra y el otro debajo de la ranura. La idea era que, si no podemos evitar una descarga, al menos sabemos a dónde pasa, por lo que la resistencia debería funcionar como un pararrayos. Una resistencia en lugar de un puente de 0 \ $ \ Omega \ $ reduce la corriente de descarga, que de lo contrario se acoplaría a rastros cercanos e induciría voltajes excesivos allí. Los resultados de las pruebas de ESD estaban bien.