ESD und Elektrolyte

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1) Würde ein ESD-Entladungsereignis mit hoher Spannung (z. B. 1 kV bis 25 kV) des menschlichen Körpers (1 ns Anstiegszeit, insgesamt 100 ns) bei OUT einen negativen Effekt (Beschädigung oder Zerstörung) des Elektrolytkondensators haben, wenn er sich in der gezeigten Polarität befindet?

2) Verursachen ESD-Ereignisse im Allgemeinen Probleme, wenn Elektrolyte mit einer solchen Polarität verwendet werden, dass die +-Platte der Hochspannungsspitze zugewandt ist (positive Polarität)? Oder muss die Spitze für eine angemessene Zuverlässigkeit ungefähr auf die Nennspannung des Kondensators geklemmt werden?

Ich konnte nicht viele Informationen darüber finden.

Während der ESD-Prüfung werden Impulse sowohl mit positiver als auch mit negativer Polarität verwendet. Polarität spielt also kaum eine Rolle. Aber das Ladungsreservoir, das für die ESD-Prüfung verwendet wird, beträgt nur 100 pF. Das ist zu klein, um eine große Spannungsänderung an einer 100uF-Kappe zu verursachen. Im Grunde ist es ein 1.000.000 : 1 Spannungsteiler. Eine 10-kV-Entladung verursacht also nur eine Spannungsänderung von 10 mV an der Kappe. Wenn Sie wollten, könnten Sie R2 näher an "OUT" verschieben. Normalerweise ist es Silizium, das durch ESD beschädigt wird. Keine Passiven.
Wenn Sie besorgt sind, stellen Sie R2 näher an "OUT" und schalten Sie eine kleine ESD-Diode (TVS-Diode) zwischen R2 und C1. Aber ich glaube nicht, dass du dir Sorgen machen musst.
Wie @mkeith erwähnt, wird die Kappe das Ereignis kaum bemerken. Eigentlich würde ich mir mehr Sorgen um die Widerstände machen als um die Kappe und noch mehr darum, ob V1 angesteuert wird. Die Kappe wird einfach entlang der Spitze passieren. dh wenn die rechte Seite auf 25K geht, wird dies auch die linke tun.
Warum sollten Sie die TVS-Diode zwischen R2 und C1 und nicht zwischen OUT und COM schalten, wenn Sie davon ausgehen, dass der ESD-Quellenwiderstand hoch genug ist, um den Strom etwas zu begrenzen?
Ja. Wenn V1 tatsächlich ein Audioausgabe-DAC ist, kann V1 beschädigt werden. Aber jetzt müssen wir überlegen, ob der Elko tatsächlich als Kappe modelliert werden kann, wenn es um einen ESD-Impuls geht. Es kann eine beträchtliche parasitäre Induktivität vorhanden sein. Es wird alles chaotisch. Aus diesem Grund neigen die Leute dazu, einfach eine ESD-Diode herunterzuschlagen und weiterzumachen. Reihenwiderstände und Ferrite tragen ebenfalls zur Dämpfung des ESD-Impulses bei.
@ User7251, da der Widerstand höchstwahrscheinlich nicht beschädigt wird. Lassen Sie es den Puls also etwas mehr dämpfen. Dadurch wird die an der Kappe gemessene Amplitude des Impulses verringert. Da es nur 47 Ohm sind, macht es vielleicht keinen großen Unterschied, aber wenn es größer wäre (wie 1k), würde es einen großen Unterschied machen. ESD-Dioden klemmen den Impuls, aber die Klemmspannung kann immer noch ziemlich hoch sein.

Antworten (1)

Während der ESD-Prüfung werden Impulse sowohl mit positiver als auch mit negativer Polarität verwendet. Polarität spielt also kaum eine Rolle. Das für ESD-Tests verwendete Ladungsreservoir beträgt jedoch nur 100 pF (oder 200 pF je nach Modell). Das ist zu klein, um eine große Spannungsänderung an einer 100uF-Kappe zu verursachen. Im Grunde ist es ein 1.000.000 : 1 Spannungsteiler. Eine 10-kV-Entladung verursacht also nur eine Spannungsänderung von 10 mV an der Kappe.

Wenn V1 tatsächlich ein Audioausgabe-DAC ist, kann V1 beschädigt werden. Aber jetzt müssen wir überlegen, ob der Elko tatsächlich als Kappe modelliert werden kann, wenn es um einen ESD-Impuls geht. Es kann eine erhebliche parasitäre Induktivität geben, sodass dies nach allem, was ich weiß, sogar zum Schutz von V1 beitragen kann. Es wird alles chaotisch. Aus diesem Grund neigen die Leute dazu, einfach eine ESD-Diode herunterzuschlagen und weiterzumachen.

Serienwiderstände und Ferrite tragen ebenfalls zur Dämpfung des ESD-Impulses bei und werden selten, wenn überhaupt, durch den Impuls beschädigt. Meine Philosophie war also immer, Widerstände oder Ferrite in der Nähe des Eintrittspunkts des ESD-Impulses und den Shunt-Schutz in der Nähe des zu schützenden ICs oder Transistors zu platzieren. Je mehr Serienelemente Sie zwischen eingehendem Impuls und Silizium platzieren, desto besser. Bei Signalen ohne Hochfrequenzanteil kann ein einfacher RC-Filter großen Schutz vor ESD bieten.

Zurück zu deiner Schaltung. Wenn Sie möchten, können Sie R2 näher an "OUT" verschieben und eine kleine ESD-Diode (TVS-Diode) zwischen R2 und C1 schalten. Dies wäre, um V1 zu schützen. Da Sie uns nicht gesagt haben, was V1 ist, weiß ich nicht, ob es geschützt werden muss oder nicht.

Wenn wir versuchen, hohe Frequenzen zu filtern, neigen wir dazu, Ferritperlen zu betrachten. Aber ein 10k-SMT-Widerstand hat eine höhere Impedanz von DC bis Mikrowelle als jede Ferritperle, und sie sind auch billiger.

Ich stimme dem nicht zu. Mehr Reihenelemente zwischen dem ESD-Eintritt und dem Shunt helfen, die Energie zu begrenzen und den Shunt zu schützen, aber wenn Ihr Ziel darin besteht, den Stift zu schützen, sollte zwischen dem Shunt-Element und dem zu schützenden Stift so viel Abstand wie möglich sein, und noch besser ein Reihenelement zwischen dem Shunt und dem zu schützenden Stift.
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