我接觸到的板級ESD保護措施中,有一種使用spark gap的.就是用銅皮做兩個等腰直角三角形,讓它們的直角相對著,間距10mil左右.
但我看到有些人在接地的那些等腰三角形內放一個過孔,不知道放置這樣一個過孔會有什么好處?還有它的原理又是什么?
謝謝
請教一下畫PCB板時ESD保護的spark gap的一些問題
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@hy_barry
這個過孔是用來增加爬電距離的.有些時候放電GAP之間的爬電距離不夠,所以就加了一個過孔.
謝謝二樓的兄弟,這個問題我在很多論壇里發過帖子,只有你一個回復了.終于有點了解了.
我對“爬電距離”沒什么概念,網上搜到的定義是這樣的:沿絕緣表面測得的兩個導電部件之間或導電部件與器具的邊界之間的最短路徑.對爬電距離還沒有什么感性認識.還有些問題想請教你.
1,爬電距離會不會對防ESD效果有影響?它還對什么有影響?
2,如果爬電距離不夠,會導致什么效果?
3,在spark gap的等腰三角形內放置過孔,這些過孔是怎么增加爬電距離的?這一點我還是有點不理解.
萬望大俠不吝賜教.
我對“爬電距離”沒什么概念,網上搜到的定義是這樣的:沿絕緣表面測得的兩個導電部件之間或導電部件與器具的邊界之間的最短路徑.對爬電距離還沒有什么感性認識.還有些問題想請教你.
1,爬電距離會不會對防ESD效果有影響?它還對什么有影響?
2,如果爬電距離不夠,會導致什么效果?
3,在spark gap的等腰三角形內放置過孔,這些過孔是怎么增加爬電距離的?這一點我還是有點不理解.
萬望大俠不吝賜教.
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@yunhuacha
謝謝二樓的兄弟,這個問題我在很多論壇里發過帖子,只有你一個回復了.終于有點了解了.我對“爬電距離”沒什么概念,網上搜到的定義是這樣的:沿絕緣表面測得的兩個導電部件之間或導電部件與器具的邊界之間的最短路徑.對爬電距離還沒有什么感性認識.還有些問題想請教你.1,爬電距離會不會對防ESD效果有影響?它還對什么有影響?2,如果爬電距離不夠,會導致什么效果?3,在sparkgap的等腰三角形內放置過孔,這些過孔是怎么增加爬電距離的?這一點我還是有點不理解.萬望大俠不吝賜教.
回復如下:
1、爬電距離當然對ESD效果有影響.實際上,對spark gap來說,其最終距離就是ESD效果、正常工作要求以及爬電距離的要求之間的平衡點.
爬電距離是安規上的要求.對于具體的機型(確定標準、輸入、輸出電壓、工作電壓、絕緣類型)來說,爬電距離的數值是確定的.
2、如果爬電距離不夠,安規會不過.(明顯的現象:打高壓時,會跳火)
3、爬電距離是依據絕緣“表面”來計算的.如果設置了過孔,原先的直線變成了曲線,自然就增加了距離.
1、爬電距離當然對ESD效果有影響.實際上,對spark gap來說,其最終距離就是ESD效果、正常工作要求以及爬電距離的要求之間的平衡點.
爬電距離是安規上的要求.對于具體的機型(確定標準、輸入、輸出電壓、工作電壓、絕緣類型)來說,爬電距離的數值是確定的.
2、如果爬電距離不夠,安規會不過.(明顯的現象:打高壓時,會跳火)
3、爬電距離是依據絕緣“表面”來計算的.如果設置了過孔,原先的直線變成了曲線,自然就增加了距離.
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@hy_barry
回復如下:1、爬電距離當然對ESD效果有影響.實際上,對sparkgap來說,其最終距離就是ESD效果、正常工作要求以及爬電距離的要求之間的平衡點.爬電距離是安規上的要求.對于具體的機型(確定標準、輸入、輸出電壓、工作電壓、絕緣類型)來說,爬電距離的數值是確定的.2、如果爬電距離不夠,安規會不過.(明顯的現象:打高壓時,會跳火)3、爬電距離是依據絕緣“表面”來計算的.如果設置了過孔,原先的直線變成了曲線,自然就增加了距離.
1,就ESD的效果來說,spark gap的間距(這應該叫電氣間隙吧)越小,空氣擊穿電壓越低,ESD效果應該會越好.當然擊穿電壓應該比正常工作電壓低得多,保證能正常工作.對于爬電距離的要求還是不是很了解.爬電距離怎么在ESD效果和正常工作的要求之間折中?
2,不知道你說的“打高壓時會跳火”和spark gap空氣擊穿放電是不是同一個意思?如果不是,那跳火是什么意思?那打高壓時哪個會更容易發生?
3,如下圖.我的想法是這樣的,pad3被包在銅皮之內,所以不算在爬電距離里面.或者下圖的爬電距離是怎么樣的?
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖，點擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/45/1157341381.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
2,不知道你說的“打高壓時會跳火”和spark gap空氣擊穿放電是不是同一個意思?如果不是,那跳火是什么意思?那打高壓時哪個會更容易發生?
3,如下圖.我的想法是這樣的,pad3被包在銅皮之內,所以不算在爬電距離里面.或者下圖的爬電距離是怎么樣的?
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='這是一張縮略圖，點擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/45/1157341381.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);"> 0
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@yunhuacha
1,就ESD的效果來說,sparkgap的間距(這應該叫電氣間隙吧)越小,空氣擊穿電壓越低,ESD效果應該會越好.當然擊穿電壓應該比正常工作電壓低得多,保證能正常工作.對于爬電距離的要求還是不是很了解.爬電距離怎么在ESD效果和正常工作的要求之間折中?2,不知道你說的“打高壓時會跳火”和sparkgap空氣擊穿放電是不是同一個意思?如果不是,那跳火是什么意思?那打高壓時哪個會更容易發生?3,如下圖.我的想法是這樣的,pad3被包在銅皮之內,所以不算在爬電距離里面.或者下圖的爬電距離是怎么樣的?[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/45/1157341381.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
1、“爬電距離怎么在ESD效果和正常工作的要求之間折中”,不是說的這個意思.是說Spark gap應該同時遵循ESD效果和正常工作的要求以及爬電距離的要求.
2、實質上,“高壓跳火”和“spark gap空氣擊穿放電”的實質是一樣的,都是空氣介質被擊穿,只是兩個測試的目的不一樣,測試的位置也不一樣.
3、爬電距離是安規的概念.下圖“SIG”與“GND”的爬電距離同時就是“SPARK GAP”間的最短距離.
2、實質上,“高壓跳火”和“spark gap空氣擊穿放電”的實質是一樣的,都是空氣介質被擊穿,只是兩個測試的目的不一樣,測試的位置也不一樣.
3、爬電距離是安規的概念.下圖“SIG”與“GND”的爬電距離同時就是“SPARK GAP”間的最短距離.
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@yunhuacha
1,就ESD的效果來說,sparkgap的間距(這應該叫電氣間隙吧)越小,空氣擊穿電壓越低,ESD效果應該會越好.當然擊穿電壓應該比正常工作電壓低得多,保證能正常工作.對于爬電距離的要求還是不是很了解.爬電距離怎么在ESD效果和正常工作的要求之間折中?2,不知道你說的“打高壓時會跳火”和sparkgap空氣擊穿放電是不是同一個意思?如果不是,那跳火是什么意思?那打高壓時哪個會更容易發生?3,如下圖.我的想法是這樣的,pad3被包在銅皮之內,所以不算在爬電距離里面.或者下圖的爬電距離是怎么樣的?[圖片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='這是一張縮略圖，點擊可放大。\n按住CTRL，滾動鼠標滾輪可自由縮放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/45/1157341381.jpg');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">
首先,這個過孔不是起增加爬電距離的作用.因為過孔本身四周都是金屬,不可能起到增加爬電距離的作用,再說,此處你的SIG與地之間根本就不需要爬什么安全距離,其本身距離10mil才等于0.254mm,只是提供正常工作需要的距離.
我猜想你這個地線是不是多層的?如果是,那么這個過孔只是把在放電尖端處的幾層地短接起來,以利于更加良好的放電.
我猜想你這個地線是不是多層的?如果是,那么這個過孔只是把在放電尖端處的幾層地短接起來,以利于更加良好的放電.
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@網博電源
首先,這個過孔不是起增加爬電距離的作用.因為過孔本身四周都是金屬,不可能起到增加爬電距離的作用,再說,此處你的SIG與地之間根本就不需要爬什么安全距離,其本身距離10mil才等于0.254mm,只是提供正常工作需要的距離.我猜想你這個地線是不是多層的?如果是,那么這個過孔只是把在放電尖端處的幾層地短接起來,以利于更加良好的放電.
網博的話讓我茅塞頓開了,我比較認同這個說法.PCB板的確是多層的,但是那個過孔下面有沒有中間層的地線,我無法確認.但我想應該是有的.但這里又派生出幾個相關的問題:
1,對于ESD的頻帶來說,過孔的分布電感和分布電容的影響很明顯.所以我一般不敢在ESD電流泄放路徑上隨便放過孔.不知道這個過孔的分布電容電感會不會影響到ESD的效果?
2,在直角三角形的內部放置這樣的過孔會減少從最尖端到過孔下方的地線的有效寬度,這樣應該是不利的.我的意思是它為什么不把過孔放在直角三角形的外面?這樣就不會有有效寬度減少的問題.但我確認了一下電路板,的確如圖所示,過孔至少有一半是在三角形里面.
1,對于ESD的頻帶來說,過孔的分布電感和分布電容的影響很明顯.所以我一般不敢在ESD電流泄放路徑上隨便放過孔.不知道這個過孔的分布電容電感會不會影響到ESD的效果?
2,在直角三角形的內部放置這樣的過孔會減少從最尖端到過孔下方的地線的有效寬度,這樣應該是不利的.我的意思是它為什么不把過孔放在直角三角形的外面?這樣就不會有有效寬度減少的問題.但我確認了一下電路板,的確如圖所示,過孔至少有一半是在三角形里面.
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@yunhuacha
網博的話讓我茅塞頓開了,我比較認同這個說法.PCB板的確是多層的,但是那個過孔下面有沒有中間層的地線,我無法確認.但我想應該是有的.但這里又派生出幾個相關的問題:1,對于ESD的頻帶來說,過孔的分布電感和分布電容的影響很明顯.所以我一般不敢在ESD電流泄放路徑上隨便放過孔.不知道這個過孔的分布電容電感會不會影響到ESD的效果?2,在直角三角形的內部放置這樣的過孔會減少從最尖端到過孔下方的地線的有效寬度,這樣應該是不利的.我的意思是它為什么不把過孔放在直角三角形的外面?這樣就不會有有效寬度減少的問題.但我確認了一下電路板,的確如圖所示,過孔至少有一半是在三角形里面.
針對你提的問題,我的意見如下,
1\在此處,如果你的地線是多層的,那么,此處的過孔就只會減少地線的分布電感和分布電容,所以才會有利于靜電的泄放.你想一想你的地線伸那么長,如果不在放電尖端處短接,地線的分布電感和電容都會很大的.
2\具體過孔的位置,我覺得是原設計者也只是一個模擬量的定位,而不是根據什么原理算出來的準確定位.但實際那個過孔很小,而且它里面也都是金屬,所以對減少放電尖端的面積影響很小.但放太遠的話,效果也不不好,所以,你說的稍微往外移動一點我覺得也沒什么不可以的,關鍵還是要通過測試或實踐來檢驗效果.實際上電子設計上關鍵問題不是原理的應用,而是非常細小的問題通過實踐來不斷優化和完善,這些東西在書本的原理上是學不到的.
1\在此處,如果你的地線是多層的,那么,此處的過孔就只會減少地線的分布電感和分布電容,所以才會有利于靜電的泄放.你想一想你的地線伸那么長,如果不在放電尖端處短接,地線的分布電感和電容都會很大的.
2\具體過孔的位置,我覺得是原設計者也只是一個模擬量的定位,而不是根據什么原理算出來的準確定位.但實際那個過孔很小,而且它里面也都是金屬,所以對減少放電尖端的面積影響很小.但放太遠的話,效果也不不好,所以,你說的稍微往外移動一點我覺得也沒什么不可以的,關鍵還是要通過測試或實踐來檢驗效果.實際上電子設計上關鍵問題不是原理的應用,而是非常細小的問題通過實踐來不斷優化和完善,這些東西在書本的原理上是學不到的.
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@網博電源
針對你提的問題,我的意見如下,1\在此處,如果你的地線是多層的,那么,此處的過孔就只會減少地線的分布電感和分布電容,所以才會有利于靜電的泄放.你想一想你的地線伸那么長,如果不在放電尖端處短接,地線的分布電感和電容都會很大的.2\具體過孔的位置,我覺得是原設計者也只是一個模擬量的定位,而不是根據什么原理算出來的準確定位.但實際那個過孔很小,而且它里面也都是金屬,所以對減少放電尖端的面積影響很小.但放太遠的話,效果也不不好,所以,你說的稍微往外移動一點我覺得也沒什么不可以的,關鍵還是要通過測試或實踐來檢驗效果.實際上電子設計上關鍵問題不是原理的應用,而是非常細小的問題通過實踐來不斷優化和完善,這些東西在書本的原理上是學不到的.
講得很好,長見識了
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