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防止ESD引起器件閂鎖的電源斷路器

發布時間:2006/7/11 0:00:00 訪問次數:434

  在某些情況下,esd(靜電放電)事件會毀壞數字電路,造成閂鎖效應。例如,受到 esd 觸發時,通常構成 cmos 器件中一部分的寄生晶體管會表現為一個 scr(可控硅整流器)。一旦 esd 觸發, scr 會在 cmos 器件的兩部分之間形成一個低阻通道,并嚴重導電。除非立即切斷電路的電源,否則器件就會被損壞。人體交互產生的 esd 是手機和醫療設備中遇到的大問題。為了有足夠的 esd 防護,多數醫療設備和工業設備都需要為 esd 電流設置一個接地回路。而在實際生活中,移動設備可以對付沒有合適的電源接地引出線的使用環境。

  為了在沒有 esd接地的情況下也能防止昂貴的設備遭受閂鎖故障,可以增加一個如圖顯示的電源斷路電路,防止由esd引起的閂鎖而造成的損害。正常情況下,易受esd影響的器件所吸收的電流會在電阻器r6上產生一個小壓降。r4和r5構成的電壓分壓器規定了一個光隔離器ic1 led端口的復位電流閾值,在正常工作電流消耗下,led是不亮的。

  ic1的輸出控制著加在mosfet q1上的柵極偏置,q1通常是導通的。當出現閂鎖時,電源電流會快速增大一至多個數量級。r6上產生的高電壓降正向偏置ic1的led ,于是 ic1的光電晶體管導通,從而關斷q1,直流電源向受 esd 影響器件的供電被中斷數毫秒。另外,系統的固件設計必須能夠達到允許從電源中斷狀態自動恢復。



  下式描述了復位電流閾值與r4和r5值之間的關系:(r4+r5)/r4=(it×r6)/vled,其中:it≥(vled)/r6,而 vcc>vled。

  由esd導致的故障閾值電流it大于或等于光隔離led的正向導通壓降除以檢測電阻器 r6的值。另外,原電源電壓必須大于led的正向壓降。電阻器r1為ic1的基極泄漏電流提供了一個路徑,電阻器r3和r2則決定了q1的柵極關斷偏壓。

  圖1中,光隔離器的led正向壓降為1.2v。針對圖中顯示的元件值,當esd造成的電源電流超過約300ma時,電路短暫中斷vcc。

  在某些情況下,esd(靜電放電)事件會毀壞數字電路,造成閂鎖效應。例如,受到 esd 觸發時,通常構成 cmos 器件中一部分的寄生晶體管會表現為一個 scr(可控硅整流器)。一旦 esd 觸發, scr 會在 cmos 器件的兩部分之間形成一個低阻通道,并嚴重導電。除非立即切斷電路的電源,否則器件就會被損壞。人體交互產生的 esd 是手機和醫療設備中遇到的大問題。為了有足夠的 esd 防護,多數醫療設備和工業設備都需要為 esd 電流設置一個接地回路。而在實際生活中,移動設備可以對付沒有合適的電源接地引出線的使用環境。

  為了在沒有 esd接地的情況下也能防止昂貴的設備遭受閂鎖故障,可以增加一個如圖顯示的電源斷路電路,防止由esd引起的閂鎖而造成的損害。正常情況下,易受esd影響的器件所吸收的電流會在電阻器r6上產生一個小壓降。r4和r5構成的電壓分壓器規定了一個光隔離器ic1 led端口的復位電流閾值,在正常工作電流消耗下,led是不亮的。

  ic1的輸出控制著加在mosfet q1上的柵極偏置,q1通常是導通的。當出現閂鎖時,電源電流會快速增大一至多個數量級。r6上產生的高電壓降正向偏置ic1的led ,于是 ic1的光電晶體管導通,從而關斷q1,直流電源向受 esd 影響器件的供電被中斷數毫秒。另外,系統的固件設計必須能夠達到允許從電源中斷狀態自動恢復。



  下式描述了復位電流閾值與r4和r5值之間的關系:(r4+r5)/r4=(it×r6)/vled,其中:it≥(vled)/r6,而 vcc>vled。

  由esd導致的故障閾值電流it大于或等于光隔離led的正向導通壓降除以檢測電阻器 r6的值。另外,原電源電壓必須大于led的正向壓降。電阻器r1為ic1的基極泄漏電流提供了一個路徑,電阻器r3和r2則決定了q1的柵極關斷偏壓。

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