電子產(chǎn)品ESD分析你做好了嗎？
靜電放電(Electrostatic discharge, ESD)對(duì)于電子設(shè)備、器件來(lái)說(shuō)是一種近場(chǎng)干擾源,ESD給電子設(shè)備、器件帶來(lái)的干擾或損壞問(wèn)題日益嚴(yán)重。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外報(bào)道由靜電放電導(dǎo)致的衛(wèi)星失控,火箭發(fā)射失敗,飛機(jī)失事等惡性事故多達(dá)數(shù)十起。
在干燥環(huán)境中靜電放電（ESD）現(xiàn)象是普遍存在的，而且靜電荷可以聚集成上萬(wàn)伏特的危險(xiǎn)靜電源。一旦形成放電賄賂，有事瞬間會(huì)形成幾十甚至上百安培的電流脈沖，這種放電過(guò)程往往在納秒量級(jí)完成，同時(shí)伴有強(qiáng)烈的快帶電磁輻射。所以，靜電放電不僅可以通過(guò)傳導(dǎo)途徑對(duì)敏感設(shè)備釋放能量，而且可以通過(guò)空間電磁輻射場(chǎng)把能量傳輸?shù)礁浇O(shè)備上，從而對(duì)敏感設(shè)備造成干擾或損傷。
以計(jì)算機(jī)主機(jī)為例，主機(jī)機(jī)箱接手靜電放電電磁脈沖能量后，造成微處理器內(nèi)寄存器內(nèi)容發(fā)生變化，或程序指令中部分存儲(chǔ)比特變化，導(dǎo)致程序進(jìn)入死循環(huán)。靜電放電的尖峰干擾使計(jì)算機(jī)輸入或輸出瞬態(tài)錯(cuò)誤信號(hào)，造成錯(cuò)誤信號(hào)在系統(tǒng)內(nèi)或超出系統(tǒng)進(jìn)行通信，并通過(guò)互連進(jìn)行錯(cuò)誤信息的傳遞。同時(shí)，由于靜電放電的電磁干擾，存在存儲(chǔ)器內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)生變化。
為進(jìn)一步研究靜電放電對(duì)產(chǎn)品的危害，提高產(chǎn)品對(duì)靜電放電的防護(hù)能力，元王采用CST軟件對(duì)某機(jī)箱產(chǎn)品進(jìn)行了靜電放電效應(yīng)的仿真研究。
CAE仿真模型
仿真結(jié)果
根據(jù)IEC-61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)定義靜電電流
靜電釋放方式一：
靜電接觸點(diǎn)
電場(chǎng)分布
敏感IC端口1感應(yīng)電壓
敏感IC端口2感應(yīng)電壓
靜電釋放方式二：
靜電接觸點(diǎn)
電場(chǎng)分布
敏感IC端口1感應(yīng)電壓
敏感IC端口2感應(yīng)電壓
結(jié)論及優(yōu)化建議
此機(jī)箱上使用的數(shù)據(jù)交換芯片為低功耗芯片，芯片工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換電壓為2.5V，從仿真結(jié)果可以看出，芯片敏感信號(hào)管腳上的感應(yīng)電壓高達(dá)1V，可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)時(shí)序混亂、信號(hào)丟失。
建議在芯片的特殊功能管腳（如使能管腳）處并聯(lián)相應(yīng)的TVS管，以防靜電對(duì)數(shù)據(jù)交換芯片的其他管腳有所沖擊，導(dǎo)致設(shè)備工作異常。
元王為電子設(shè)備的電磁兼容仿真提供了先進(jìn)的解決方案，覆蓋了PCB板級(jí)、機(jī)箱機(jī)柜級(jí)、線纜線束級(jí)、系統(tǒng)平臺(tái)級(jí)等各類EMC問(wèn)題的CAE仿真。選擇元王CAE仿真應(yīng)用解決方案專家，為您的企業(yè)帶來(lái)無(wú)限可能~
