ESD-Schutz ohne Erdung

Ich habe ein HF-Gerät entwickelt, das über eine USB-Verbindung zu einem PC läuft. Es muss an eine Außenantenne angeschlossen werden, um ein Telemetriesignal zu empfangen.

Auf der PCB-Leiterbahn des Antenneneingangs habe ich eine ESD-Diode mit einer Nennspannung von 15 kV sowie eine Gasentladungsröhre und eine Begrenzungsdiode zum Schutz des empfindlichen HF-Eingangs-MMIC hinzugefügt. Soweit ich weiß, funktionieren alle diese ESD-Schutzgeräte, indem sie ESD-Impulse zur Erde leiten, und sie benötigen eine gute Erdungsverbindung, um tatsächlich zu funktionieren.

Aber was passiert, wenn es keinen Boden gibt? Ein Szenario könnte beispielsweise sein, dass jemand, der keine Erfahrung hat, eine nicht geerdete Außenantenne (von der wir annehmen, dass sie eine große ESD-Ladung aufgebaut hat) anschließt, BEVOR das USB-Kabel angeschlossen wird (was bedeutet, dass die USB-Abschirmung / GND nicht angeschlossen ist).

In diesem Fall gibt es keine Masse, auf die diese ESD-Schutzgeräte überbrücken können. Wird in diesem Fall wahrscheinlich das MMIC beschädigt?

Antworten (1)

Ihre internen ESD-Geräte nehmen den Entladestrom immer noch selbst auf, anstatt ihn zum empfindlichen MMIC-Eingangsknoten durchzulassen. Dies setzt voraus, dass sich zwischen dem Innenleiter und der Abschirmung des Koaxialkabels eine gewisse Ladung aufgebaut hat. Einige Arten von Antennen haben von Natur aus eine niedrige Impedanz, die diese Art von Ladungsaufbau so gut wie ausschließt.

Aber wie Sie sagen, wenn noch eine Ladung relativ zur Erde vorhanden ist, wird sie nicht entladen, bis ein Erdungspfad vorhanden ist (wie der an den Computer angeschlossene USB).

Bedeutet das, dass die Abschirmung die ESD-Energie speichert? Ich denke also, wenn sich die Ladung lange genug aufbaut, könnte sie eine Spannung erreichen, die hoch genug ist, um die MMIC zu zerstören?
Nein. Die Abschirmung "speichert" die ESD-Energie nicht. Und Ihre Schaltung "speichert" die ESD-Energie nicht. Wenn das System jedoch nicht zur Erde entladen wird, schwebt Ihr Schaltkreis möglicherweise auf dem ESD-Ladepegel, bis er entladen wird. Ihr MMIC benötigt einen "relativen" Schutz zwischen seinem Eingang und seiner Masse. Es weiß nicht oder kümmert sich nicht darum, ob der gesamte Stromkreis irgendwo über der Erde schwebt.