Verbindung zwischen Chassis GND und Circuit GND für ESD/Transienten

Alle Bilder in diesem Beitrag stammen aus dem Buch von Henry Ott, Electromagnetic Compatibility 2009, und ich hätte gerne eine Klarstellung zu einigen Dingen darüber.

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Abbildung 14-14 scheint im Widerspruch zu Abbildung 3-24 und 15-15 zu stehen.

Die Schaltungsmasse ist bei 14-14 über ein TVS mit Chassismasse verbunden, aber bei den anderen beiden ist die Schaltungsmasse direkt mit Chassismasse verbunden. Kann das jemand in Einklang bringen?

Verwirrend ist für mich auch 14-14a, wo Schaltung GND über ein TVS mit Chassis GND verbunden ist. Wie gezeichnet, sieht es nicht so aus, als würde es in beiden Polaritäten vor einem Transienten über GND-PWR schützen, bis es das Doppelte des tolerierbaren Werts ist. Wenn es sich um eine unipolare Schaltung handeln würde und unidirektionale TVS-Dioden verwendet würden, würde dies in ähnlicher Weise nicht vor einem Transienten schützen, bei dem GND positiver als PWR wird. Was ist denn hier los?

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AKTUALISIEREN:

Ich habe dieses Diagramm und diesen Text gefunden, die helfen, die Dinge zu klären:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich denke also, dass die Kabelverbindung zwischen Schaltungsmasse und Gehäusemasse die beiden über lange Zeiträume auf gleichem Potenzial halten soll, sich aber aufgrund der Induktivität während der ESD nicht darauf verlassen kann. In diesem Fall verhindert die TVS-Diode, die Schaltungserde und Gehäuseerde am Eintrittspunkt verbindet, dass die Schaltungserde während eines ESD-Ereignisses zu weit von der Gehäuseerde abweicht. Ich gehe davon aus, dass Pin 1 am RS-232-Anschluss hier das Steckergehäuse in direktem Kontakt mit dem Chassis / Gehäuse ist.

Hmmmm ... Ich denke, es könnte etwas geben, das ungesagt bleibt, dass ein transientes und ein ESD-Ereignis unterschiedlich sind. Ich denke, dass möglicherweise Transienten über die Leitungen eingehen und somit auf eine andere Leitung im Vergleich zu einem ESD-Ereignis verweisen, das vermutlich relativ zu dem Leiter mit der größten Freiraumkapazität im System ist. Dies bringt jedoch nicht wirklich in Einklang, wie Sie mit beiden umgehen würden, da sich zwei Arten von Verbindungen zwischen Gehäuse- und Schaltungs-GND-Setups gegenseitig ausschließen.
ESD ist normalerweise Common Mode, nicht Differential Mode. Daher verhindert Chassis Gnd in der Nähe des Eintrittspunkts dielektrischen Strom über die Leiterplatte und einen Leitungsabfall durch die Leiterplattenmasse
@TonyStewartSunnyskyguyEE75 Ja. Das. Ich bin etwas skeptisch, wie gut ein Kabel, das die Leiterplatte (auf der die TVS-Dioden montiert sind) mit dem Chassis verbindet, aufgrund der Induktivität tatsächlich funktioniert. Es erklärt meine Frage aber immer noch nicht wirklich.
Die Skizzen sind ziemlich schlampig und es kommt auf die Induktivität und den kürzesten Weg an. Aber es ist immer noch eine Gleichtaktstörung, die durch Erhöhen der Gleichtaktimpedanz verbessert wird.
Das Obige bedeutete, Zcm zu erhöhen, aber Zdm niedrig und ausgeglichen zu halten. Dann verbessern sich SNR und CMRR von AM-CW und Impulstransienten, z. B. ESD, und Shunt-Klemmen dämpfen besser.
@VoltageSpike Ich habe es bearbeitet, um es klarer zu machen.
@DKNguyen Danke

Antworten (2)

Wenn ich mir Abbildung 14-14A anschaue, denke ich, dass es zusätzliche unidirektionale TVS von GND zu PWR und wahrscheinlich einen Ferrit geben muss. Die Datenleitungen erhalten normalerweise eine kleine CM-Drossel, manchmal Serie R (oft jedoch in Chips integriert), und TVS-Dioden mit niedriger Kapazität für Hochgeschwindigkeits-Signalleitungen, die jetzt verfügbar sind.

Abbildung 14-14 scheint im Widerspruch zu Abbildung 3-24 und 15-15 zu stehen.

Wie so? Ich sehe keinen Unterschied zwischen ihnen.

BEARBEITEN!:

In der ursprünglichen Frage war ein Tippfehler. Dies ist die neue Antwort auf die korrigierte Frage;

Die Schaltungsmasse ist bei 14-14 über ein TVS mit Chassismasse verbunden, aber bei den anderen beiden ist die Schaltungsmasse direkt mit Chassismasse verbunden. Kann das jemand in Einklang bringen?

Wie bringe ich das in Einklang? Einfach!

Der Autor wollte nur die Situation zeigen, in der der TVS aufgrund eines vorübergehenden Ereignisses kurzschließt. Die beiden letzteren Zeichnungen sollen den Strompfad zeigen und zeigen als solche nicht die tatsächliche TVS-Diode, die verwendet wird, um den Kurzschluss im Falle eines Übergangs zu erzeugen, mit anderen Worten, es handelt sich um vereinfachte Darstellungen, das ist alles.

Der Stromkreis GND ist bei 14-14 über ein TVS mit Chassis GND verbunden, aber bei den anderen beiden ist der Stromkreis GND über eine TVS-Diode mit Chassis GND verbunden.

Was? Ich glaube da war ein Tippfehler? oder verstehe ich was falsch?

Du sagst genau dasselbe zweimal;

Die Schaltungs-GND ist über ein TVS mit Gehäuse-GND verbunden

Und;

Der Stromkreis GND ist über eine TVS-Diode mit Masse GND verbunden

Was bekomme ich nicht? Diese beiden Aussagen scheinen mir identisch zu sein.

Verwirrend ist für mich auch 14-14a, wo Schaltung GND über ein TVS mit Chassis GND verbunden ist. Wie gezeichnet, sieht es nicht so aus, als würde es in beiden Polaritäten vor einem Transienten über GND-PWR schützen, bis es das Doppelte des tolerierbaren Werts ist.

Sicher, es muss die doppelte Durchbruchspannung eines Fernsehers sein, bevor es vor Transienten zwischen pwr und gnd schützt, dies ist höchstwahrscheinlich beabsichtigt. Stellen Sie sich das so vor; woher kommt der transient überhaupt? Es ist wahrscheinlich ESD, die von einem Menschen verursacht wird, der den Stecker berührt. In diesem Fall handelt es sich um einen Gleichtakt und tritt nicht differentiell zwischen pwr und gnd auf.

Wenn es sich um eine unipolare Schaltung handeln würde und unidirektionale TVS-Dioden verwendet würden, würde dies in ähnlicher Weise nicht vor einem Transienten schützen, bei dem GND positiver als PWR wird. Was ist denn hier los?

Ja es würde.

TVS-Dioden leiten in Durchlassrichtung.

Fest. Das war ein Tippfehler. Als Antwort auf "Ja, das würde" Wenn Sie eine negative Spannung an PWR relativ zum GND des Stromkreises anlegen, werden die Dioden nicht rechtzeitig eingeschaltet, um die PWR- und GND-Pins im Stecker kurzzuschließen, so dass der GND-Pin hat nicht wesentlich höheres Potential haben als der PWR-Pin.
@DKNguyen "Wenn Sie eine negative Spannung an PWR relativ zum GND des Stromkreises anlegen, werden die Dioden nicht rechtzeitig eingeschaltet, um die PWR- und GND-Pins im Stecker kurzzuschließen" ... Was in aller Welt bringt Sie dazu, das zu sagen ???. Sie müssen das mit einem Grund untermauern, warum Sie nicht glauben, dass es sich rechtzeitig einschalten würde. Btw. Ich sehe immer noch genau die gleiche Aussage in Ihrer Frage.
@Viznent Ich habe vergessen, auf die Schaltfläche Speichern zu klicken. Ich verstehe nicht wirklich, was da zu bekommen ist. Wenn sowohl PWR- als auch GND-Pins einen unidirektionalen TVS zum Chassis-GND haben, ist dies dasselbe wie ein bidirektionales TVS zwischen den PWR- und GND-Pins (durch den Chassis-GND verlaufend). Wenn also eine negative Spannung an PWR angelegt wird, leitet die Diode, wenn PWR > GND + Vr und GND > PWR + Vr. Es würde nicht leiten, wenn GND> Vf etwas braten würde, als ob Sie etwas mit umgekehrter Polarität anschließen würden.
@DKNguyen Okay, jetzt verstehe ich, was du meinst. Ja, du hast Recht, in diesem Fall würde es nicht schützen, aber dies ist ein völlig hypothetischer Fall. Er zeigt in keiner der Zeichnungen die Verwendung eines unidirektionalen Fernsehers, außer als Ich habe auch gesagt, dass der Zweck nicht darin besteht, vor differentiellen Transienten zwischen pwr / gnd zu schützen, sondern nur vor Gleichtakttransienten, die durch f.eks verursacht werden. Esd von einem Menschen, der den Stecker berührt.
Ich habe ein Diagramm hinzugefügt. Die Besorgnis über Gleichtakttransienten würde jedoch erklären, warum das TVS mit der Gehäuseerde verbunden ist und nicht direkt. Ich habe jedoch Probleme, den Vorteil zu erkennen, den cct-GND über ein Fernsehgerät mit dem Gehäuse-GND zu verbinden, anstatt den Stromkreis direkt mit GND zu verbinden. Ich verstehe es irgendwie, aber gleichzeitig scheint es, dass es jede Maßnahme zum Schutz vor negativen Transienten, die auf PWR-GND eintreffen, gegenseitig ausschließen würde.
Nun, nicht irgendwelche Maßnahmen. So viel, wie es noch ein weiteres Uni-TVS direkt über PWR-GND-Pins erfordern würde, um es zu klemmen. Soll nur ESD zum Chassis geleitet werden? Und es ist nicht für Signaltransienten geeignet? Das Buch war mir in diesem Punkt nicht ganz klar. Außerdem ist es immer noch verworren, wie die Abbildung 3-24 explizit nur cct GND direkt mit Chassis GND zu verbinden scheint.
Der Zweck von all dem besteht nur darin, Gleichtakt-ESD mit Chassis-GND kurzzuschließen, dies ist der gebräuchlichste Ansatz. Transienten zwischen pwr/gnd und Signalpins werden in diesem Beispiel nicht behandelt. Und er zeigt sie nicht explizit direkt verbunden, er zeigt den aktuellen Pfad. Das ist zumindest für mich offensichtlich.
Wie wird dann der Durchbruch für die TVS-Dioden gewählt, wenn die Schaltungs-GND (und die Schaltung selbst) gerade über der Chassis-GND schwebt? Es scheint, als könnte es in diesem Fall auch alles sein, aber das fühlt sich nicht richtig an.
@DKNguyen Ja, es kann in der Tat "alles" sein, was Sie benötigen, um die Durchbruchspannung des TVS abhängig von Ihrer erforderlichen Isolationsspannung zwischen Schaltungsmasse und Gehäusemasse zu bestimmen. Oft muss Ihr System eine gewisse Isolierung zwischen der Schaltung aufweisen und Chassis, z. B. wenn Sie ein AC/DC-Netzteil oder zugehörige Geräte entwerfen.
Verbindung zwischen Chassis GND und Circuit GND für ESD/Transienten
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