ESD-Erdungsbänder ohne Gehäuseerdung

Ich habe ein Wasserpumpengerät, das den ESD-Test bestehen muss (IEC 61000-4-2, 8 kV Kontakt, 15 kV Luftentladung).

An diesem Gerät (wie rot eingekreist) gibt es diese vier Metalleinlässe.

Bei 2 kV mit einer ESD-Pistole wird dieses Gerät bei jedem Kontakt mit den Metalleinlässen hart zurückgesetzt. Ich gehe also davon aus, dass die ESD den Reset-Pin (oder eine andere Bedingung) am Mikrocontroller auslöst.

Dies ist das Gerät eines Freundes und von einer Art Bastler gebaut. Er verwendete eine Single-Layer-Platine ohne eine Art Signal-GND-Ebene, und wir werden die Platine auf 4 Schichten mit TVS, Ferriten und Vorwiderständen umgestalten, wie es zum Schutz der Mikrocontroller-Leitungen erforderlich ist. Auf dieser Platine befindet sich eine möglichst große Signal-GND-Ebene, damit das TVS die ESD-Transienten überbrückt.

Im Idealfall wird das unsere ESD-Probleme beheben.

ABER was ist mit Erdungsbändern von jedem Metalleingang, um einen Pfad mit niedriger Impedanz für den ESD-Transienten bereitzustellen, bevor er sich überhaupt der Platine nähert?

Das Gehäuse besteht vollständig aus Kunststoff und es gibt keine Gehäusemasse.

Wo könnten Sie die vier Metalleingänge erden, wenn Sie nur eine Leiterplatte im System haben?

Ich denke, wir hätten einen isolierten Bereich auf der Platine, der mit diesen vier Bändern von den Metalleinlässen direkt zum Signal GND verläuft?

Wie stellen die Leute diese Art von Verbindungen zur Gehäusemasse her (wenn wir eine Gehäusemasse hätten)?

Ich denke darüber nach, einen Draht an den Metalleinlass zu löten - gibt es etwas von der Stange, das besser funktioniert und üblicherweise für diese Art von Verbindungen verwendet wird?

Sollten alle vier Bänder zu einer zentralen Stelle in der äußersten Ecke der Leiterplatte verlaufen, die das Signal GND speist?

Ich habe mir einen Draht mit einem Ferrit in Reihe ausgedacht, der die ESD ableiten würde, wenn sie von den Metalleinlässen kommt und zu unserem PCB-Signal GND geht.

Zerknüllte Alufolie und Krokodilklemmen an jedem Einlass?

Antworten (1)

Bei ESD muss der Stromentladungspfad vom ESD-Ereignis kontrolliert werden. An Verbindungen zur Platine könnten TVS-Dioden verwendet werden, um den Strom von der Platine wegzuleiten.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

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Quelle: https://www.sunrom.com/p/tvs-diode-12v-smbj12ca

Der beste Weg, ESD mit einer DC-Verbindung zu handhaben, besteht darin, eine andere Erdung oder Gehäuseerdung oder Schirmerdung zu haben, die den Strom von jedem der Eingänge aufnehmen und zur Netzerde führen kann (da dieses Gerät scheinbar angeschlossen werden kann). Es ist nicht ideal, ESD auf der negativen (oder Erdungs-) Seite der DC-Verbindung nebenzuschließen, da die Induktivität des Drahtes von nH bis mH dazu führen kann, dass Gleichtaktspannungen die gesamte Erdungsspannung ansteigen lassen und Probleme für die Elektronik verursachen.

Stellen Sie also sicher, dass Sie TVS-Dioden (oder Dioden) an Verbindungen zur Außenwelt von Ihrer Leiterplatte und insbesondere an Verbindungen zu einem Mikroprozessor haben. Eine andere Sache, die Sie versuchen können, ist, einen Leiter an den Schaltern / Pumpeneingängen anzubringen, der zur Netzmasse führt.

Ich habe auf diesem "Shunt zur Netzmasse" gelesen - wie sieht das physikalisch aus und wie würden Sie diese Verbindung herstellen? (Ich glaube tatsächlich, dass das Netzteil IEC 60601-1-zertifiziert ist und in diesem Fall keine Netzerdung hat ...). Ich verstehe die Theorie, aber ich habe Probleme bei der Implementierung von Muttern und Schrauben (wie z. B. wie verdrahten Sie diese Strategien physisch?).
Könnte eine Abschirmung um ein zweiadriges Kabel sein oder drei Drähte statt zwei führen und den dritten mit der Netzerde verbinden. Möglicherweise können Sie nur den Minuspol verwenden, aber manchmal sind die Netzteile isoliert, sodass dies nicht helfen würde. Ich müsste ein Schema des Adapters sehen, um wirklich die beste Vorgehensweise zu kommentieren
Ich schätze die breite Anleitung. Ich versuche nur, die physische Verdrahtungsstrategie hier herauszufinden. Meine Erfahrung ist nur, ab und zu ein PCB-Jockey bei Altium zu sein, aber das hier ist etwas anderes. Ich dachte, Sie könnten Drähte von jedem Eingang zu einer isolierten Ecke des Signal-GND auf unserer Platine führen? Ich habe einen Freund, der medizinische Geräte entwickelt (20-Personen-Shop), und er rief zu Recht Alufolie und Drähte an, um das Signal-GND-Szenario zu diagnostizieren.
Ich versuche, keine genaue Anleitung zu geben, da einige Experimente erforderlich wären, um den genauen Weg der ESD abzuleiten. Ich versuche, die Prinzipien der ESD-Kontrolle anzuwenden, um eine gute Vorstellung davon zu vermitteln, was vor sich geht, und eine allgemeine Vorstellung davon zu bekommen, wie das Problem gelöst werden kann. ESD-Kontrolle ist eine Kunst, keine Wissenschaft (es sei denn, Sie modellieren das gesamte System und alle Parasiten in einem vernünftigen Maße, was sehr lange dauern könnte). Probieren Sie es aus, legen Sie Alufolie von Stecker zu Stecker und den Minuspol, wenn das das Problem löst, dann sind Sie fertig.
Wenn der Pfad jedoch durch den Schalter am positiven Anschluss des Schalters führt, muss er geschützt werden. Wenn der Weg durch den Minuspol und ein Gleichtaktproblem am Minuspol führt, benötigen Sie einen dritten Draht.
ESD-Erdungsbänder ohne Gehäuseerdung
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