Hacemos una verificación exhaustiva cada artículos de nuestra página web con la meta de mostrarte siempre información certera y actualizada.
Solución:
Si considera lo que es realmente el ESD de 8 kV en términos de dispositivos de almacenamiento de energía y resistencias, se verá así:
Imagen de aquí.
El capacitor de 150 pF está cargado a +8,000 voltios, pero su circuito objetivo en realidad no recibe ese voltaje directamente; hay una resistencia de 330 ohmios en el camino. Eso significa que la corriente máxima entregada puede ser de hasta 24,24 amperios.
Entonces, cuando eso golpea el nodo del circuito llamado “pin 1”, D2 está polarizado hacia adelante y toma la peor parte del pico de 24 amperios y lo pasa a través del bus de CC de 6 voltios. Si la capacitancia en su bus de CC es (digamos) 100 uF, el voltaje comienza a aumentar a esta tasa: –
$$ I = C dfrac dV dt Longrightarrow dfrac dV dt = dfrac 24.24 text A 100 text uF = 242,240 text voltios / seg $$
Pero, el tiempo CR para el pulso es solo 330 x 150 E-12 = 50 ns y, por lo tanto, el voltaje podría aumentar solo 12 mV en esos 50 ns. Llevando esto a extremos, realmente no se podía ver que el voltaje aumentaba mucho más de 0.1 voltios antes de que el pulso ESD se evaporara a nada.
Pero, ¿cuánto voltaje cae el diodo cuando toma 24 amperios? Será de 1 o 2 voltios dependiendo del diodo, por lo que el voltaje máximo que podría verse en el pin 1 podría ser tan alto como 8.1 voltios Y D1 (el otro diodo) permanecerá con polarización inversa sin daño.
Por supuesto, 8.1 voltios aún podrían causar un daño grave a su pin, por lo que la mayoría de la gente tendría una resistencia de 1 kohm al mundo exterior desde donde están sus diodos (consulte R1 a continuación). Esto entonces restringe la corriente a 8000/1330 amperios = 6 amperios. El efecto de golpe debería ser claro.
Aun así, no garantiza evitar fallas en el circuito y, además del 1 kohm mencionado anteriormente, se coloca otra resistencia de 1 kohm directamente en serie con el pin de entrada. La segunda resistencia (R2) hace uso de la hoja de datos del chip que le informaría cuál es la corriente máxima que podría inyectarse sin daño.
La descarga de ESD también puede ser negativa, en cuyo caso D1 toma la mayor parte de la corriente y la pasa (de manera más segura) a tierra.
Además, si el pin 1 es una salida, es posible que no pueda vivir con un par de kohmios de resistencias adicionales y deban tomarse diferentes medidas.
Está mezclando dos soluciones ESD y mezclándolas: diodos de abrazadera de riel y didoes TVS.
Si está utilizando diodos de abrazadera de riel, haga esto:
simular este circuito: esquema creado con CircuitLab
- Los diodos de sujeción del riel SÓLO sujetan los voltajes de línea en polarización directa.
- La tensión de línea se mantiene entre $ V_ dd + | V_f | > V_ línea> GND- | V_f | $
- Los diodos de abrazadera de riel requieren que la fuente de alimentación esté presente para brindar protección.
- $ V_r $ >> $ V_f $ por lo que uno de los diodos conducirá en polarización directa, lo que evitará que el voltaje de línea sea lo suficientemente alto como para causar una ruptura inversa en el otro diodo. Por lo tanto, solo un diodo conduce. No puede tener ambos conductores, por lo que no hay cortocircuito.
Si usa diodos TVS, haga esto:
simular este circuito
- El diodo TVS unidireccional sujeta los picos positivos en la ruptura inversa y sujeta los picos negativos en la polarización directa.
- La tensión de línea se mantiene entre $ | V_r | > V_ línea> GND- | V_f | $
- Los diodos TVS no requieren que la fuente de alimentación esté presente para brindar protección.
Si usa diodos TVS bidireccionales, haga esto:
simular este circuito
- El TVS bidireccional solo sujeta el voltaje de línea mediante un diodo TVS unidireccional interno que se descompone en reversa mientras que el otro tiene polarización directa.
- Mantiene el voltaje de línea entre $ + | V_r + V_f | > V_ línea> – | V_r + V_f | $
- No requiere que la fuente de alimentación esté presente para proporcionar protección.
Ventajas del diodo de abrazadera de carril:
- Umbrales de abrazadera de voltaje más precisos
- Disipa menos calor en el diodo que el diodo TVS (ya que se sujeta con $ V_ f $ y $ | V_ f | <| V_ r | $)
- En cambio, la mayor parte de la potencia del pico se vierte en el suministro, lo que significa que se puede manejar un pico más poderoso siempre que la fuente de alimentación pueda manejarlo.
Desventajas del diodo de abrazadera de carril:
- Necesita que la fuente de alimentación esté encendida para proporcionar protección
Ventajas del diodo TVS:
- Protege incluso sin fuente de alimentación
Desventajas del diodo TVS:
- Toda la potencia en el pico se disipa en forma de calor en el diodo TVS (esto es lo que le permite proteger incluso cuando no hay una fuente de alimentación), lo que limita la potencia de un pico que se puede manejar. Esto puede hacer que los diodos TVS sean grandes, lo que los encarece.
Dicho todo esto, si realmente quisiera combinar la abrazadera del riel y los diodos TVS, usaría los diodos de la abrazadera del riel pero el diodo inferior, D2, sería un diodo TVS unidireccional. Sin energía, funciona como el circuito de diodo unidireccional. Con energía, funciona como el circuito de diodo de abrazadera de riel (siempre que $ | V_ r.TVS | > Vdd + | V_ f.D1 | $). Si no fuera así, entonces el TVS se descompondría en reversa antes de que D1 se volviera sesgado hacia adelante.
simular este circuito
Más adelante puedes encontrar las interpretaciones de otros desarrolladores, tú aún eres capaz insertar el tuyo si te apetece.