EMC整改中的ESD问题如何解决?
来源: | 作者:it-101 | 发布时间: 2021-01-08 | 1138 次浏览 | 分享到:

ESD是Electro-Static discharge的缩写,即“静电释放”。静电是由两种不同物质的互相摩擦,通过正负电荷积蓄在相互摩擦的两个物体而形成高电压。对于电子元器件来说,静电能量是不能忽视的,它可以击穿半导体元件,从而破坏电子电路。因此EMC整改对于解决ESD问题是十分有必要的,下面就来讲讲EMC整改中的ESD问题是如何解决的。



一、ESD问题的影响

1、微电子器件带电型式即指这些ESD敏感的装置,尤其对塑料件,当在自动化生产过程中,会产生摩擦电荷,而这些摩擦电荷通过低电阻的线路非常迅速地泻放到高度导电的牢固接地表面,因此造成损坏;或者通过感应使ESD敏感的装置的金属部分带电而造成损坏。

2、场感类型式即有强电场围绕,这可能来之于塑性材料或人的衣服,会发生电子转化跨过氧化层。若电位差超过氧化层的介电常数,则会产生电弧以破坏氧化层,其结果为短路。

3、在电路中,因为人体静电产生的ESD问题是最常见的。干燥气候环境下人体ESD的电压很容易超过8kV、15kV甚至20kV,因此我们需要重视这样的静电电压对PCB及元器件的影响,并采取相应措施防止ESD问题。通常我们可以采取绝缘、屏蔽、隔离、滤波等方式来保护产品。


二、EMC整改如何解决ESD问题

1、电路的设计中应考虑到不允许出现无限制的等待或截止状态,设备中不用的输入端不允许处于不连接或悬浮状态。

2、滤波器阻止ESD耦合到设备

如果输入为高阻抗,一个旁路电容滤波最有效,因为它的低阻抗将有效的旁路高的输入阻抗,旁路电容越接近输入端越好。如果输入阻抗低,使用一只铁氧体电感元件串入电路,可以提供较好的滤波,这些铁氧体元件也应尽可能接近输入端。

3、PCB设计

PCB上的走线是ESD产生EMI的发射天线。为了把这些天线的耦合降低线要求尽可能短,包围的面积尽可能小。同时,当元器件没有均匀地遍布一块大板的整个区域时,共模耦合得到了增强,使用多层板或地线网格减小耦合,也能抑制共模辐射噪声。

4、一个正确设计的电缆保护系统

作为大多数系统中最大的天线,输入输出电缆特别易于被EMI感应出大的电压或电流。从另一方面,电缆提供低阻抗通道,如果屏蔽电缆同机壳可靠的连接,可避免传导耦合,为减少辐射EMI耦合到电缆,线长和回路面积要减小,应抑制共模耦合并且使用金属网屏蔽。

5、软件EMI方案

ESD产生的电磁场能量会导致设备运行失常甚至损坏,电磁噪声EMI通过传导或辐射方式影响电子设备,耦合到一个设备中集成电路上的能量与峰值电场以及电场的转化产物成比例。

6、外壳设计

1)尽量增加壳体的厚离,即增加外壳到电路板之间的距离,或者通过一些等效方法增加壳体气隙的距离,这样可以避免或者大大减少ESD的能量强度。通过结构的改进,可以增大外壳到内部电路之间气隙的距离从而使ESD的能量大大减弱。根据经验,8kV的ESD在经过4mm的距离后能量一般衰减为零。

2)可以用EMI油漆喷涂在壳体的内侧。EMI油漆是导电的,可以看成是一个金属的屏蔽层,这样可以将静电导在壳体上;再将壳体与PCB(Printed Circuit Board)的地连接,将静电从地导走。这样处理的方法除了可以防止静电,还能有效抑制EMI的干扰。如果有足够的空间,还可以用一个金属屏蔽罩将其中的电路保护起来,金属屏蔽罩再连接PCB的GND。


以上就是对EMC整改中解决ESD问题相关事项的介绍,希望对大家有所帮助。市场上对于产品的电磁兼容的要求越来越高,因此EMC整改的重要性越来越大了,对于EMC整改的各项内容都是需要认真处理的。


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