antyprzepięciowe

Użytkownik "janusz_k" <Janusz snipped-for-privacy@o2.pl napisał w wiadomości news:m9681m$hjb$ snipped-for-privacy@speranza.aioe.org...

Tak jak napisałem za każdym razem przemyśluję zagadnienie od nowa, bo każda sytuacja jest trochę inna. Jakbym robił dużo urządzeń USB to może miał bym coś ustalone, ale zrobiłem tylko dwie wersje jednego i teraz drugie. W 2004 roku robiąc pierwsze moje urządzenie USB połączyłem masę kabla z masą płytki i z obudową złącza. ESD trafiające do obudowy złącza potrafiło czasem zawiesić urządzenie (badałem zapalarką piezoelektryczną). Znalazłem jedną sztukę, która była (nie wiem dlaczego) odporna i z nią poszedłem do laboratorium EMC - badania przeszła (czy inne by przeszły to nie wiem, bo moja zapalarka jest chyba silniejsza od kalibrowanego impulsu pistoletu ESD). Uznałem, że to zawieszanie to dlatego że ESD wpływa mi do mojej masy (obudowa była taka, że nie pozwalała wejść ESD inaczej jak do obudowy złącza) i w kolejnej wersji nie połączyłem aby sobie ESD leciało raczej do komputera niż do mojej masy (oczywiście na masę też się przeniesie (choćby pojemność kabla), ale uznałem, że słabiej). Dodałem też zabezpieczenie ESD utrzymujące wszystkie linie w ryzach względem mojej masy, dławik common mode na linie sygnałowe i ferryte bead na linię zasilania). Jestem przekonany, że ta druga wersja jest lepsza od pierwszej, ale czy to zasługa nie połączenia obudowy złącza czy tych innych zabiegów to nawet jakbym wykonał badania nie mógłbym być pewien. Nie wiem też czy nie połączenie poprawiło, czy pogorszyło. Aby być pewnym trzeba by było przeprowadzić komplet badań we wszelkich kombinacjach obecności poszczególnych elementów i z powtarzalnym źródłem ESD, a takiego w szufladzie nie mam, a laboratorium kosztuje. Teraz miałem inne urządzenie. Nie mogłem zabezpieczyć przed wejściem ESD przez szpary w obudowie i musiałem upchać elementy tuż przy brzegach płytki. Zastosowałem więc piorunochrony na płytce. No i mamy 4 elementy (obudowa złącza, masa w kablu, masa płytki, piorunochron). Ułożyłem je w myśli w kwadrat. Każda z krawędzi kwadratu i każda z przekątnych może być zwarciem/przerwą/koralikiem ferrytowym/kondensatorem. Ograniczyłem się do takiego wyboru, choć można by też brać pod uwagę kombinacje elementów (widziałem kiedyś płytkę na której dwa obszary GND były ze sobą połączone koralikiem i kondensatorem (równolegle)). Co gdzie wstawić dumałem od lipca do listopada, a koncepcja mi się co rusz zmieniała. Myśleć jest o czym, bo w każdym rozwiązaniu można wskazać jakieś wady. Koralik wsadzony w drogę ESD do komputera zmniejszy di/dt przepływającego impulsu (to dobrze bo mniejsze napięcia się wyindukują w ścieżkach w pobliżu), ale opóźni odprowadzenie ładunku z piorunochrona przez co dłużej będzie wysokie natężenie pola elektrostatycznego w pobliżu elementów - może wystarczyć do zjonizowania powietrza i dalszego przeskoku na te elementy. Może więc w takim przypadku warto podciągnąć GND płytki kolejnym koralikiem w stronę tego potencjału ESD, aby w miarę jak powietrze się jonizuje jednocześnie zmniejszało się natężenie pola co zapobiegnie przeskokowi na elementy - głowa boli - nie mam pojęcia co lepsze. Nie tylko ESD biorę pod uwagę. Oddzielenie całego kabla (włącznie z linią gnd) od płytki koralikami zmniejsza emisję wywołaną przez generator kwarcowy pracujący na płytce (to urządzenie z 2004 miało 12MHz i na 84MHz emisja była bliska limitu - nie mam pojęcia, czy obecny generator (akurat też 12MHz, ale scalak inny) nie jest przypadkiem silniejszy - dobrze byłoby zablokować temu sygnałowi dostęp do kabla=anteny. Więc dla ograniczenia emisji warto między gnd płytki a gnd kabla wstawić koralik, ale jaki. Sygnał USB nie jest całkiem symetryczny - występują impulsy common-mode. Zarówno ten koralik je tłumi jak i dławik CM na liniach sygnałowych. Im silniejsze tłumienie tym lepiej dla EMC, a gorzej dla sygnału - więc nie tylko decyzja czy wstawić ale jeszcze jaki (zarówno koralik jak i dławik CM). To chyba pokazuje, dlaczego uważam, że każda sytuacja inna i nie da się prosto odpowiedzieć - łączysz/nie łączysz. Jakbym miał elementy dalej od brzegu płytki myślałbym inaczej. Jakbym od płytki do szpar obudowy miał na tyle daleko, że ESD do płytki nie grozi myślałbym inaczej. Jakbym na płytce nie miał generatora 12MHz myślałbym inaczej (polubiłem synchronizowanie procesorów Xmega generatorem 32768 Hz bo przestałem się martwić emisją z generatora (wewnętrzny generator mniej sieje bo obwody mniejsze)). Jakbym miał metalową obudowę myślałbym inaczej. Jakbym miał izolację i zasilanie z drugiej strony myślałbym inaczej. Jakbym miał izolację i zasilanie z tej samej strony izolowaną DCDC myślałbym inaczej (DCDC sieje common mode). Itd.

W listopadzie coś zdecydowałem, bo już musiałem w końcu tę płytkę wypuścić (początkowo urządzenie miało we wrześniu już być gotowe), ale w życiu nie mogę powiedzieć, że wiem, że tak to w tym konkretnym przypadku powinno być. Sorry, ale nie udostępnię tak ot wyników mojego bólu głowy przez kilka miesięcy. P.G. P.S. Nadzwyczajny zbieg okoliczności. W trakcie pisania tej odpowiedzi musiałem się oderwać bo płytkarnia ma wątpliwości do tej płytki. Uznali moje piorunochrony za być może obrys płytki i chcieli mi je obciąć :).

On 2015-01-14 10:42, Marek wrote: [...]

IMO trudno mówić o rozrzucie pomiędzy Ubr a Uc skoro to są różne parametry (a trzecim jest Uwm). Do tego Ubr podawane jest dla małego prądu testowego (zazwyczaj 1 lub 10 mA), a Uc dla "grubych" amperów, tj. maksymalnego prądu który płynąć w szczycie przez transil. Warto też zwrócić uwagę na to, że Uc zależy też od kształtu impulsu testowego. W każdym razie:

Jak chcesz crowbara to może lepiej jest kupić gotowca. Szukaj np. pod hasłem Trisil (znak towarowy STMicroelectronics).