冬天来了,人体可释放高达几万伏特的静电,年底项目也到了收尾阶段,大家千万别因为携带静电的手直接触摸带电主板而导致主板烧坏!
145022862.png

  人手不能直接接触或触摸电路板是电子工程师的常识,这是为什么呢?
  一、静电的危害
  不同的环境下,人体携带的静电电压从几伏几百伏到几万伏不等。人手接触电子元器件(导体)会产生静电放电,使器件损坏,降低可靠性;严重时,静电放电造成器件击穿,使产品直接报废。
  此外,静电放电过程同时辐射出某种频率下的无线电波,干扰周边微处理器,造成应用程序运行紊乱,严重影响设备的正常工作。
145023299.png

  图2 注意静电
  因此在日常的生产、工作中需规范操作(包括正确佩戴静电环);尽量避免人手直接接触电子元器件,特别是在带电状态。
145023705.png

  图3 人体静电
  二、静电对核心板反馈回路的影响
  以M3352工业级核心板(Cortex-A8内核)为例进行测试(该核心板通过了电磁兼容工业4级试验,包括静电、浪涌、脉冲群、传导骚扰等),在上电状态下,工程师手指触摸图4所示黄色圈注位置,可诱发系统重启现象。这是什么原因呢?
145024252.png

  图4 M3352工业级核心板
  图4黄色圈注区域(R80,C116,R79,R78)是系统主电源3.3V DC-DC的负反馈及补偿网络(FB部分),如图5所示。
145024627.png

  图5 系统电源电路
  人手触摸(人体等效电阻等引入干扰)改变反馈回路特性(包括极点发生偏移),造成反馈回路震荡,导致DC-DC输出电压不稳定。
  DC-DC的输出电压不稳定,轻者导致系统重启(DC-DC自动调低输出电压),严重时会烧坏电路板主芯片(DC-DC自动调高输出电压),因此主板带电禁止触摸。
145025002.png

  图6 主板带电禁止触摸
  三、如何预防静电
  防静电无绳手腕带
145025455.png

  图7 防静电无绳手腕带
  根据“电晕放电”效应和尖端放电原理,当聚积的电荷超过一定值时因电位差向空间放电,从而达到消除静电的目的。特点:方便、可靠,流动岗位才允许佩戴。静电耗散时间:小于0.5s;
  2. 防静电手腕带
145025768.png

  图8 防静电手腕带  
  人体皮肤与手腕带上的导静电材料直接接触,当手腕带接地时,通过接地系统将人体运动产生的静电迅速泄放。静电泄放时间:小于0.1s;
  3. 防静电PU涂层手套
145026205.png

  图9 防静电PU涂层手套
  防静电PU手套可进一步预防人体静电通过手部接触传导至电路板。手背导电丝间距:10mm。
  四、核心板对静电防护措施
  工业级核心板对静电的保护措施此处以致远电子的M3352工业级核心板为例进行说明,如如10所示为M3352核心板,图11为M3352P评估板。
  M3352采用的是Cortex-A8平台的AM3352,主频800MHz,双CAN、双网口、6串口,工作温度-40℃ ~ +85℃。M3352核心板配合评估底板可从硬件防护和软件防护两个方面进行静电防护。
145026830.png

  图10 M3352工业级核心板
145027627.png

  图11 M3352评估套件
  五、硬件防护——电磁兼容工业4级
  静电放电抗扰度:空气放电±15KV,接触放电±8KV;
  电快速瞬变脉冲群:干扰频率5KHz、100KHz,脉冲群时间300(1±20%)ms;
  雷击(浪涌)抗扰度:2KV电容耦合与气体放电管耦合,1次/分钟;
  传导骚扰抗扰度:3V电容耦合与气体放电管耦合, 试验频率150KHz~ 80MHz。
  六、软件防护——双系统架构设计
  操作系统通常存储于Flash中,Flash的频繁擦写易出现坏块,产品的静电干扰、意外掉电易引发操作系统丢失、文件系统损坏。M3352核心板在正常运行的系统外,冗余设计一处备份系统,在Flash正常存储系统的区域出现坏块情况下,备份系统自动启动,确保产品依然能够稳定工作。



上一篇:如何在orCADcapture中画封闭的图像
下一篇:PCB元件布局原则及实用小技巧
回复

使用道具 举报

    您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

    本版积分规则

    0

    主题

    256

    帖子

    1219

    积分

    渐入佳境

    Rank: 3Rank: 3

    积分
    1219
    发表于 2018-10-18 23:17:24 | 显示全部楼层
    沙发
    看了以后要注意了哦
    回复 支持 反对

    使用道具 举报

    • 微信公众号
    • 社区新手
    • 商务合作
    关闭

    站长推荐上一条 /2 下一条

    Powered by Discuz! X3.4  © 2001-2013 Comsenz Inc.