項目中由于成本的考慮,對抗ESD的器件不會全部選擇TVS,轉而用便宜的MLCC電容代替。典型的防靜電電容不過是個普通的片狀電容,為什么能防ESD呢,原理是什么?
以IEC61000-4-2標準人體靜電模型(HBM)為例,下圖是靜電發生器等效模型。Vx是合成電壓,Cx為待測件DUT(Device under test),Rc為充電電阻,Cd為充電電容,Rd為放電電阻。簡單的工作原理就是:充電開關1閉合,放電開關2斷開,高壓電源Vd通過Rc對Cd充電;充電開關1斷開,放電開關2閉合,Cd儲存電荷對DUT放電。到此可以發現電容對抗靜電的原理就是能量的轉移,將Cd儲存的能量瞬間轉移到放電時的Cd和Cx上面。
一般而言,對于電源等速率不高的連接器輸入端通常會使用Cx=100nF/50V規格的電容。IEC61000-4-2標準 Cd=150pF,Rd=330Ω,根據Q=CU,試驗等級8KV時,我們來驗證下容值和額定耐壓值是否符合要求。
1.Cx=100nF
Vx = Cd * Utest /(Cd + Cx)=150pF*8KV/(150pF+100nF)= 11.98V < 50V
2.Vx Rated Power=50V
Cx = Cd * ( Vx - 50 )/ 50=150pF*( 8KV - 50 )/ 50 =22.5nF< 100?nF
Cx,Vx的最小值均不超過Cx=100nF/50V,滿足ESD電容選型要求。對于更高級別的ESD放電電壓可根據實際情況進行計算即可。
編輯:黃飛
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原文標題:電容為什么能防ESD?
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