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有几种方法可以完成,而成功的方法通常需要同时使用几种方法。他们是:
在PCB本身上使用火花隙。通常是使用PCB上两个相距约0.008英寸或更短的菱形焊盘制成的。这不能用阻焊剂覆盖。一个焊盘连接到GND(或者更好的是机箱接地),另一个是您要保护的信号。将其放在来自其的连接器上。这个火花隙实际上不能很好地工作,因为它可能只会将ESD电压降低到大约600伏特-由于PCB上的湿气和脏物,会产生很多影响。这样做的第一目的是消除火花跨过其他保护器件(如二极管和电阻器)的可能性。您不能单独使用火花隙并期望一切正常。
PCB火花隙的示例。
来源恩智浦AN10897 ESD和EMC设计指南。转速 02 (图33里面)。
火花和敏感元件之间的串联电阻。该电阻应尽可能大,而不会干扰您的信号。有时您的信号不允许使用任何电阻,或者有时您可以摆脱高达10K欧姆的电阻。铁氧体磁珠也可以在这里工作,但是如果可能的话,最好使用电阻,因为电阻在更宽的频率范围内具有更可预测的性能。该电阻器的目的是减少尖峰电流,这有助于保护二极管或其他设备。
每种情况可能都需要这4种东西的不同组合。
如果您的ADC输入相当慢,那么我会选择一个火花隙,一个500到1k的电阻器以及一个上限。如果您在PCB上有足够的空间,那么二极管也不会很坏(但仍然会导致过大)。
让我详细说明一下火花隙。假设0402封装中的电阻器是您所拥有的全部保护,并且会有一个尖峰出现。即使该电阻器为1兆欧,尖峰也可能跨越那个小电阻器(有效地绕过了该电阻器),并且仍然会杀死您的芯片。由于火花隙中的间隙小于电阻器焊盘之间的距离,因此,ESD尖峰比电阻器更容易跨越火花隙。当然,您可以只使用一个在焊盘之间有更大距离的电阻,这在某些情况下是可以的,但您仍然需要处理其中的能量。有了火花隙,您确实会消散一些ESD能量,即使您没有充分消散它以使其变得无害。最重要的是,它们是免费的!