yulzhu

电子技术应用专栏作家——芝能汽车。紧跟技术创新,助力行业发展。

静电的考虑

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今天同事遇到一个问题,引发了一些和另一个同事的议论。
事情是这样的,在设计产品的时候,有时候一张图中包含了很多个平台,共用同一个平台,只不过分成高低中配,甚至还有不同的车型。因此往往有很多的输入和输 出口都不用,但是毕竟这些模块的引脚已经在上面了,我们是否简单的把所有的元件全部去除呢,事实上是否定的,我们还是需要将一些很重要的器件保留的,比如 单片机的上拉或者下拉的电阻,比如端口的防静电电容或者齐纳管。
齐纳管很好处理,毕竟在静电的时候自己本身就是一个低阻抗的泻放渠道,比较容易泻放出去,那么电容呢?孤零零的一颗电容,是否自己可以很安全呢。在写电容 选择概要的时候谈到需要给电容设计泻放回路,以引导浪涌干扰和静电电荷泻放。实质上需要指出的是,越来越的轿车取消了静电带,也就是将车身后的静电条去除 掉。当人接触车身的时候,通过人体将静电电荷释放出去,也就是模块地到车身地再通过人身体到大地,将所有积累的电荷泻放出去,虽然听起来有些诡异,不过也 是一条选择。因此对于端口的陶瓷电容,如果本身存在泻放电阻,还是进行保留。如果是继电器之类,而且加上二极管高端输出的那种,只能依靠电容本身的并联电 阻将电荷慢慢释放出去,毕竟悬浮的引脚由于没有线束,耦合进来的静电和浪涌相对较少。
关于电容的事情,还要废话几句,以前写过ESD电容问题,不过没写太明白,需要补充说明一下。
理想电容是认为源端电荷分配到了两个电容上,引起 电容的电压(忽略内阻和泻放电阻消耗的电荷)

以一般我们所使用的2.2nF~100nF的电容的电压为:

这是150pf的模型,330pf的要恶劣一倍。实际上我们一般我们认为电容的瞬态电压可以比额定的DC电压高1.5倍,也就是额定电压的2.5倍。
根 据KEMET提供的数据,实际结果可能要乐观一些,我节选一下C0G100V的和X7R100V的

而且最奇怪的是50V的耐压的电容比100V的差不了太多,因此我很怀疑这个长期使用的2.5倍定律是否在电容改进的工艺过程中有足够的效用

再说说我的亲身经历,我刚进公司的时候曾经做过实验,拿了两款10nF的0603的50V耐压的汽车级电容(两个公司)
这两款电容一款能撑到 6kV,一款活到了15kV
因此,保守一些还是用2.5倍,激进一些的可以选小一些,然后多做些实验。
C0G的电容要比X7R贵2倍以 上,而不同耐压值除了有些容量比较冒险以外,属于20~30%的价格增幅,封装大小的价格也是以50%为单位的,因此可选用0805(如果空间允许的话) 或0603的电容。
电容大了以后会存在很多的问题,信号失真或者什么的,因此在通信线上都是采用的双向的齐纳管。
PS:我电脑主机只能躺 着不能站着,估计是内存插糟的问题,求深入了解的兄弟解答。

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