ESD 如何过 6KV ?

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wenshijian|  楼主 | 2013-9-21 16:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
如题,本人想把ST的芯片用在汽车防盗器/无钥匙进入上面去,现在所有功能都已经做好了,可是测试才发现,ST芯片无法承受车规的6KV接触放电(ESD 6KV)。
具体现象为:每次电击都会导致芯片死机;加入内部看门狗之后,会导致看门狗复位;但是电击次数超过10次以后,看门狗也没有用了,直接死机;
无标题.jpg

对策:从ST的说明书里面看到,芯片本身的ESD等级只有2KV,很悲剧的重新画板加上了ESD管子,对每一个用到了的IO都加了ESD管。虽然发现效果好了很多,但是死机的现象还是有的。于是把两层板改成了四层板,铺了大片的地线,给电源加了保护,给地线做了隔离等等,折腾了三个硬件版本,最终是通过了ESD 6KV测试,不过硬件已经增加了好多的外围元件了,感觉有点得不偿失,要是一开始就用飞思卡尔或者PIC,应该不会这么折腾。
IMG_1544.JPG 三极管插反了.JPG
特发帖于大家共享这些经验,希望有相关做汽车电子的童鞋给点更好的建议!
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kavent 2020-3-19 08:46 回复TA
从干扰能力上面来说, microchip 的片子还是不错的! 
qiuming| | 2013-9-21 16:09 | 显示全部楼层
楼主很强的,不知道STM32是否直接有汽车级别的可选。。。

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wenshijian|  楼主 | 2013-9-21 16:09 | 显示全部楼层
还有辐射试验,场强50V/米,这个试验也是比较难过,老是死机!  ST的芯片抗干扰还是比较差!!!!!
IMG_1293.JPG

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wenshijian|  楼主 | 2013-9-21 16:10 | 显示全部楼层
qiuming 发表于 2013-9-21 16:09
楼主很强的,不知道STM32是否直接有汽车级别的可选。。。

没有哦,我查遍了ST的型号,都是工业级的,也就是ESD2KV级别的。

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mmuuss586| | 2013-9-22 09:28 | 显示全部楼层

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qiuming| | 2013-9-28 22:50 | 显示全部楼层
wenshijian 发表于 2013-9-21 16:10
没有哦,我查遍了ST的型号,都是工业级的,也就是ESD2KV级别的。

那你只能从设计上解决啦...
STM32 ST有用空调压缩机驱动控制上是没问题,我想在你的产品上也可以吧....

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xxiao6130| | 2013-9-29 08:46 | 显示全部楼层

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liuruoshui1987| | 2013-9-29 09:51 | 显示全部楼层
感觉应该还是电路设计上的问题,我们做静电都是接触8KV,电荷释放不好,很容易出问题的!

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boyie| | 2013-9-29 09:57 | 显示全部楼层
解决方法最简单的就是选用PIC,AVR,,飞思卡尔等抗干扰好的片子, 你这些实验以前在计量院做过很多次,就静电接触放电出过问题,但是外壳处理下还是很好过的,STM32没做过这些实验,但是平时用给我感觉是不太好,就是一屌丝芯片。。。。。

反正我的USB之类的接口全加ESD芯片。。

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boyie| | 2013-9-29 09:57 | 显示全部楼层
还有就是静电要有放电!

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wenshijian|  楼主 | 2013-9-29 10:45 | 显示全部楼层
boyie 发表于 2013-9-29 09:57
解决方法最简单的就是选用PIC,AVR,,飞思卡尔等抗干扰好的片子, 你这些实验以前在计量院做过很多次,就静 ...

ST确实是个屌丝芯片,动不动就闹**,还是菲斯卡尔高富帅。你们做什么的要过8KV?

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汉之云| | 2013-9-29 14:49 | 显示全部楼层
芯片本身的EMC级别和系统的EMC级别完全是两个概念。。。。
对于EMC的性能要求,原理图的设计和PCB的布局是很关键的。
ST的芯片,我经手过的多个项目,基本ESD 10000V, EFTB 4800V,没有使用专门的ESD保护器件。很多情况下是靠一个阻容网络或对地线进行优化就实现了比单纯加ESD器件都还要好的EMC性能。
给做RF immunity的项目的朋友个建议: 注意电源线及地线,尤其是晶振周边的布线,最好不要在晶振下有走线(高频下都是天线)实在无法避免,串入电阻/磁珠减少干扰的能量
还有地线的铺法,大面积无差别敷铜不是一个“普适原则”,合理的地线布局(数字模拟分开,最后单点接地)是规避EMC干扰的好方法:这些实战经验,供参考。

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大秦正声| | 2013-9-29 16:26 | 显示全部楼层
很不错!
问题是温度能达到要求吗?

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wenshijian|  楼主 | 2013-9-29 20:36 | 显示全部楼层
温度是其次啦,ST芯片的接触放电才2KV,这才是要命的

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tom_xu| | 2013-11-8 13:27 | 显示全部楼层
一般芯片的接触放电也就2KV了,还没听说有什么芯片可以做到接触8kv的.

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grant_jx| | 2013-11-8 16:01 | 显示全部楼层
ESD讲的是系统,你见哪个去做认证测试是拿单一芯片?

遇到过这样的问题很多回,基本都是靠系统设计来改善。改善不是就一定要在外面加TVS,还有很多其它方法,比如元件的走线、布局等等,非常认同12楼的说法。
我也一样在用Freescale的PowerPC和Microchip的dsPIC33,设计没做好,ESD一样搞不定。

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zhaoxinzxzx| | 2013-11-8 20:33 | 显示全部楼层
非常认同12#、16#的观点!大多数EMC问题的解决都不必增加很多成本,不会像楼主那样增加很多保护器件甚至改成4层板!
EMC本身就是门学问,而现在很多工程师根本就不去了解,把EMC问题都交给了芯片和EMC专用器件,悲哀啊!芯片本身的抗干扰性固然重要,但是99%的EMC问题都是系统设计不合理产生的!
ST好歹给出了芯片的ESD测试数据,而许多所谓的抗干扰性能强的芯片却羞于将这个数据写入数据手册。看客自辨!

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shizaigaole| | 2013-11-8 21:57 | 显示全部楼层
好像PIC芯片是ESD 4KV,忘了在哪个资料上看到过

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shizaigaole| | 2013-11-8 22:01 | 显示全部楼层
不过stm32的io的走线过长,容易损坏确实是事实.

尤其是作为输入口.

一般,需要长走线的时候,加一片缓冲器就OK了

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网络转接| | 2013-11-9 14:33 | 显示全部楼层
pcb 走线和铺地都要保证emc 不仅仅是堆积防护电路

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