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    电容能防ESD的设计

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    发表于 2022-8-26 21:24:19 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    本帖最后由 一路上 于 2022-8-26 21:25 编辑

    项目中由于成本的考虑,对抗ESD的器件不会全部选择TVS,转而用便宜的MLCC电容代替。典型的防静电电容不过是个普通的片状电容,为什么能防ESD呢,原理是什么?

    以IEC61000-4-2标准人体静电模型(HBM)为例,下图是静电发生器等效模型。

    Vx是合成电压,Cx为待测件DUT(Device under test),Rc为充电电阻,Cd为充电电容,Rd为放电电阻。

    简单的工作原理就是:充电开关1闭合,放电开关2断开,高压电源Vd通过Rc对Cd充电;充电开关1断开,放电开关2闭合,Cd储存电荷对DUT放电。

    到此可以发现电容对抗静电的原理就是能量的转移,将Cd储存的能量瞬间转移到放电时的Cd和Cx上面。

    1.jpg

    一般而言,对于电源等速率不高的连接器输入端通常会使用Cx=100nF/50V规格的电容。

    IEC61000-4-2标准 Cd=150pF,Rd=330Ω,根据Q=CU,试验等级8KV时,我们来验证下容值和额定耐压值是否符合要求。

    2.jpg

    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 = 22.5 nF < 100 nF

    Cx,Vx的最小值均不超过Cx=100nF/50V,满足ESD电容选型要求。

    对于更高级别的ESD放电电压可根据实际情况进行计算即可。
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