In che Modo l'Induttanza Parassita Può Impattare sulla Protezione del Tuo ESD

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Quando ero bambino, ero sicuro che sarei diventato un biologo. Ho raccolto tutti i tipi di lucertole, girini, insetti e ho speso la maggior parte della mia indennità in acquari per far vivere le mie creature. Tuttavia, una cosa mi ha fatto cambiare idea. Sono super disgustato dai parassiti. Lascerò strisciare una mantide o un serpente su di me, ma anche solo guardare una tenia mi fa sentire male. Alla fine, sono andato alla facoltà di ingegneria, dove non c'è niente che abbia bisogno di poppate per il fine settimana. Sebbene parametri parassiti siano anch'essi cose brutte, almeno non mi hanno mai fatto vomitare al lavoro.

In particolare, l'induttanza parassita (L) può avere un impatto significativo sull'efficacia della protezione dalle scariche elettrostatiche (ESD). La gestione delle interfacce e l'utilizzo di soppressori delle tensioni transitorie (TVS) sui tuoi ingressi sono i primi passi fondamentali. Tuttavia, se non riduci al minimo l'induttanza parassita, tutto quel lavoro potrebbe andare sprecato. Ciò è particolarmente vero quando si utilizza un TVS. Se un diodo TVS sperimenta un'elevata induttanza parassita, in caso di impulso ESD la tensione potrebbe essere superata in modo drammatico e non proteggere affatto i componenti.

 

Parasitic inductance in a TVS protection

Ho avuto un sacco di piccole creature, come le lucertole, ma una forte avversione ai parassiti mi ha tenuto lontano dall'intraprendere una carriera da biologo.

Cosa fa un'induttanza parassita alla mia protezione?

Possiamo rispondere a questa domanda se guardi all'induttanza in una protezione TVS e pensi alla tua lezione d'introduzione ai circuiti.

La tensione dell'impulso ESD (VESD) può essere considerato: VESD = VBREAKDOWN(TVS) + RDYNAMIC(TVS) * IESD + LESD(dIESD/dt). Se vuoi davvero approfondire l'aspetto matematico, la Texas Instruments ha una soluzione straordinaria. La chiave sta nell'ultimo termine: LESD(dIESD/dt). Dato che è molto piccolo, dIESD/dt sarà enorme. Anche se l'induttanza LESD è molto piccola, puoi ancora avere un enorme picco di tensione nel sistema. 

Come riduco al minimo la mia induttanza parassita?

Allora, cosa fai se il problema riguarda le tracce del tuo PCB? La chiave sta nel posizionamento intelligente dei componenti per ridurre al minimo i percorsi shunt e l'induttanza parassita risultante.

Riduci al minimo qualsiasi induttanza dal TVS verso terra mantenendo la traccia breve e utilizzando l'instradamento diretto. Non utilizzare stub o via per connetterti al piano terra, perciò non vi è alcuna lunghezza aggiuntiva del percorso o materiale aggiuntivo per contribuire al LGND.

Lo stesso vale per l'input al TVS: mantienilo corto, non usare via o stub. Il LESD può contribuire anche negativamente alle capacità di protezione e induttanza parassita. Mantieni anche il TVS vicino al connettore input. Oltre a mantenere l'induttanza parassita bassa, ti aiuterà a prevenire l'accoppiamento transitori dell'impulso ESD nelle tracce vicine.  

 

Riduci al minimo la lunghezza e non usare via per la connessione al tuo TVS.

Come posiziono i miei componenti sensibili? 

Mantieni i tuoi componenti sensibili che stai proteggendo ben lontani dal TVS. Non vuoi solo tenere l'induttanza LESD piccola, ma anche aumentare al massimo il rapporto di LIC e Linput sulla linea di protezione. 

Come spiega Machine Design, “La non linearità del LIC funge da buffer per il picco iniziale dell'impulso di corrente ESD. Ciò crea una sostanziale caduta di tensione verso l'IC. Questa induttanza si riduce man mano che il dispositivo ESD si avvicina all'IC e la caduta di tensione si riduce al punto in cui non offre alcun vantaggio aggiuntivo. "

Fondamentalmente, allontanando i componenti sensibili dall'input e dalla protezione TVS, è possibile far funzionare una parte della resistenza parassita diminuendo il picco di tensione dell'impulso ESD che i componenti subiscono.

Mentre ottenere il giusto posizionamento non è certamente terrificante come un verme che controlla la mente di un grillo (attenzione: non puoi non leggerlo), potrebbe comunque scocciarti l'idea di ripetere tale operazione più volte. Se si utilizzano metodologie di protezione simili in più prodotti, è possibile progettare i circuiti una volta sola e utilizzare progetti modulari per semplificare il riutilizzo. Il software PCB, come Altium Designer®, semplifica l'implementazione dei progetti modulari e consente di proteggere i PCB. Puoi contattare un rappresentante Altium per aiutarti a iniziare.

 

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