靜電放電EMC問題和常見解決方案

　　在本文中，我們將討論典型的靜電放電（ESD）問題和常見解決方案，靜電放電（ESD）是我們許多人每天遇到的常見現(xiàn)象，它是兩個不同電位（或電荷）物體之間突然的電能流動，ESD本質(zhì)上是一個非常小規(guī)模的閃電，就像閃電一樣，電能將試圖找到一條低阻抗的接地路徑，以平衡電位，任何走過鋪著地毯的地板并碰到金屬門把手的人都可能感覺到甚至看到從他們的手到金屬門把手的小火花跳躍。

　　另一個非常常見的事情是離開汽車并觸摸接地路徑，值得注意的是，人體僅對大于2000-3000伏的靜電放電敏感，但在現(xiàn)實生活中可以容易地產(chǎn)生更高的電壓，雖然在大多數(shù)情況下這種現(xiàn)象除了意外的震動和一點點不適之外對人類沒有危害，但我們的電子設(shè)備可能會受到更嚴(yán)重的影響，電氣產(chǎn)品的靜電放電測試的目的是評估它們承受這些事件的能力。

　　靜電放電常見的EMC合規(guī)性問題和解決方案

　　當(dāng)靜電放電電流通過電子設(shè)備時，它將試圖找到低阻抗接地路徑，雖然在某些情況下這可能是通過設(shè)備的底盤，但是電流通過敏感的電子電路以足夠的能量永久損壞集成電路（IC），晶體管，二極管等組件在某些情況下并不罕見無源元件，如高精度電阻器，靜電放電還可以產(chǎn)生局部但強(qiáng)烈的電磁場，其可以耦合到附近的電路中并破壞信號。

　　減輕靜電放電現(xiàn)象影響的一些常用方法包括：

　　1.絕緣

　　2.正確接地

　　3.抑制/過濾

　　4.電隔離

　　5.固件

　　6.絕緣

　　小化ESD對器件的影響的一種常見且有效的方法是首先停止發(fā)生放電，使用具有高擊穿電壓的塑料以及可觸摸點和導(dǎo)體之間的足夠間隔可以提供足夠的絕緣以防止發(fā)生ESD事件。絕緣對于諸如開關(guān)，LED，旋轉(zhuǎn)控制器，顯示器和連接器屏蔽等薄弱環(huán)節(jié)是有效的，通常會損害外殼的完整性，在某些情況下，整個電路或電路部分可以封裝在灌封化合物中，例如樹脂或硅樹脂。

　　1.正確接地

　　與不提供ESD電流路徑的絕緣不同，正確接地允許低阻抗接地路徑，金屬連接器護(hù)罩和螺釘應(yīng)與金屬底盤保持低阻抗連接，而金屬底盤又應(yīng)通過低阻抗連接與保護(hù)接地或功能接地連接。這允許電能找到通往地面的路徑而不通過敏感電路。如果產(chǎn)品是雙重絕緣的或者不使用接地布置但是在具有多個其他接地路徑的系統(tǒng)中，即通過同軸屏蔽到其他設(shè)備，則這可能是復(fù)雜的。

　　2.火花隙/氣體放電管（GDT）

　　氣體放電管和其他火花隙裝置通過將電流傳導(dǎo)到地而充當(dāng)瞬態(tài)抑制裝置，有效地產(chǎn)生短路，在高壓尖峰的情況下，通常不導(dǎo)電的氣體（或在具有暴露電極的簡單火花隙的情況下的空氣）被電離，允許電流通過裝置的端子之間的間隙傳導(dǎo)。與其他瞬態(tài)電壓抑制器相比，GDT需要相對較長的時間來觸發(fā)，在電流通過電極之間的電離氣體/空氣傳導(dǎo)到地之前，GDT或火花間隙允許500V或更高的脈沖通過未抑制的情況并不罕見。氣體放電管更常用于較慢的上升時間浪涌瞬變，例如交流電源浪涌。

　　3.抑制/過濾

　　可以使用瞬態(tài)抑制組件和/或濾波器網(wǎng)絡(luò)來減輕ESD事件，瞬態(tài)抑制組件包括但不限于瞬態(tài)電壓抑制（TVS）二極管，電容器，可變電阻器/電壓相關(guān)電阻器（變阻器/ VDR）和濾波器網(wǎng)絡(luò)。這些組件通過對突然過壓條件作出反應(yīng)而工作，并且應(yīng)盡可能靠近ESD電流進(jìn)入點，而不是受保護(hù)的電路（或電路的一部分）。

　　4.電流隔離

　　電流隔離是允許信號通過的電路分離，但消除了雜散電流，實現(xiàn)電流隔離的常用方法包括但不限于變壓器（耦合感應(yīng)/磁性），光隔離器（耦合光電），電容器（塊DC但允許AC通過）和霍爾效應(yīng)傳感器（感應(yīng)/磁耦合）。

　　5.固件

　　在某些情況下，設(shè)備固件的更改足以使其在ESD事件后自行恢復(fù)，在設(shè)備的處理器崩潰的情況下（由于ESD事件），看門狗定時器（WDT）將重置處理器。這實際上可以使其恢復(fù)到原始狀態(tài)，使得操作中的故障可自行恢復(fù)。在其他情況下，固件可以幫助阻止設(shè)備發(fā)生故障，寄生復(fù)位（當(dāng)處理器的復(fù)位引腳由于ESD事件而錯誤地讀取高電平時）或阻塞狀態(tài)可由固件管理。通常，這種解決方案與濾波器結(jié)合使用，濾波器將有效信號與短ESD事件區(qū)分開來。

　　在設(shè)計電路時，重要的是要記住這些不同的技術(shù)，不同類型的設(shè)備和電路布局將受益于不同的技術(shù)，并且通常存在多種解決方案，為了在靜電放電測試期間實現(xiàn)EMC兼容性，將需要多種靜電緩解技術(shù)。