请教高手心电产品抗ESD设计，问题持续半年之久，先谢了

只看该作者 · 2008-3-7 13:58

首先感谢每位看贴回贴给我出主意的各位同仁

心电产品，有三个与主板用线相连的电极安装在产品外壳用来采集人体信号，同时在做CE认证的时候，这三个电极点要做6KV的ESD测试！

问题是：一打静电，CPU要不重启，要不死机

目前我采取的方法：
1：机壳内部喷导电漆作为安全地（这个地和主板的地是不连的），用来泄漏静电
2：在电极上安装TVS管，一旦有静电进入，有TVS提供大电流通道到机壳内部喷导电漆给静电放电

我采取的方法中没做彻底的地方（由于结构限制）：
1：导电漆阻抗大概为1欧姆，我不知道好的导电漆阻抗多少
2：电极到TVS管的连接大概有1CM的引线，TVS管和机壳地接触不是非常好

请问各位高手，你们有什么高见么
我听论坛里有人说用衰减器，这个我不了解，但是如果在前端加了衰减不是把我的有用信号也衰减了

4万 · 2008-3-7 14:14

只看该作者 · 2008-3-7 14:44

请问awey，你的这个做法是什么理由呢，能解释下么

只看该作者 · 2008-3-7 17:56

这个问题还是要定位，因为静电干扰有通过地平面传导进入，或空间耦合，尽管是直接放电在电极。
    你的系统模拟部分与数字部分是否为两块单板，如果是的话，先断开模拟单板与数字单板所有线缆，进行静电测试，看系统是否重启或死机，如果系统比较稳定，说明静电干扰是从模拟单板通过连接器传到数字单板。解决问题重点在模拟前端处理。加TVS管到机壳地，有可能会影响系统的安规性能，可以尝试高压小电容到外壳，然后模拟接口串入磁珠或共模电感。或在模拟与数字接口部分进行滤波ESD处理。
    上述情况如果系统还是不稳定的话，就要把数字单板屏蔽或建小走线环路，需要PCB方面着重考虑。
    如果模拟部分与数字部分是在一块单板上，可以尝试模拟接口加高压小电容到外壳，然后串入磁珠或共模电感。如果还是抑制不了，就要解决数字电路问题，需要了解具体电路以及PCB。

只看该作者 · 2008-3-8 09:38

只看该作者 · 2008-3-9 11:48

只看该作者 · 2008-3-12 16:04

我们设备的系统，数字和模拟是在一块板上的，我做过测试了，3个电极和电路板都断开，只要静电上了3KV多，CPU就会死重启或死机，所以我判定，只要电极上的静电没地方泄露，辐射干扰很大，CPU引脚以及一些不好的布线就成了接收天线，接收静电导致死机。
但是有一点我觉得，电极到PCB板有一段引线，只要这段引线上有大电流通过，就会有辐射干扰，同时也有传导干扰，所以我认为传导和辐射是共存的。
而我在电极处（也就是静电的入口）加了TVS管，为了就是引线上几乎没有大电流，而使传导和辐射干扰都降到最低。
我现在觉得问题所在是：
1：TVS管和电极搭接不够好，TVS管的地到机壳地的泄露通道不够好
2：哎，都开始怀疑TVS管的性能了，用得是UM1003，经过试验，我觉得这个片子的漏电流速度不快，因为我把UM1003的地接到大地上，电极和UM1003远离PCB板但保持电气连接，打4KV多CPU又挂了，说明引线上的传导还是很厉害，静电泄露不干净

只看该作者 · 2008-3-12 17:00

等回来之后我再让他来和您沟通

只看该作者 · 2008-3-13 16:12

等待各位高手的解答，对给于建议的吴老师表示非常感谢

只看该作者 · 2008-3-14 21:57

1：这三个电极线外围有没有屏蔽包线？？如果没有可否增加屏蔽包线，与外机壳连接。如果有，连接是否合理？
2：不知道人体信号的频率范围？如果合适的话在线上串AVRC5S或者ONSEMI的NUF系列EMI器件试试，
3：TVS知名产商很多，protek的也不错啊，

只看该作者 · 2008-3-17 10:26

1。TVS要在线缆入口出加，就是电线刚进机壳就要加TVS，否则即使吸收也会产生辐射。
2。安全地与主板地短路/或者用电容短路，直接短路还是用电容做试验确定，我做的试验没有明显效果说那种好。
3.电缆加共模电感滤波

只看该作者 · 2008-3-17 12:55

1：三条线我确实没有屏蔽包线，这个方法我曾经想过，由于我们结构限制，接地搭接都很难做到非常好，我早就提过建议，如果想过CE，结构绝对得改进
2：感谢你的建议，以及给我提供的TVS品牌和厂家

只看该作者 · 2008-3-17 13:01

你说的第一点，我是怎么做的
但是第二点，你说的我不明白，为什么要把安全地和主板地短路呢，这不是会在传导干扰上增加通道么？

3万 · 2008-3-18 19:37

不用担心阻抗的问题，串几百k甚至一两兆的电阻都没问题

只看该作者 · 2008-3-19 18:04

1、对安全地直接放电6KV看看系统是否死机，如果死机，说明有空间辐射干扰，需要改进PCB环路以及接地设计；
2、如果上面情况下系统不死机，那么需要直接对单板的模拟地以及数字地直接放电6KV看系统是否有问题，有问题说明本身单板接地设计有问题，改进PCB设计以及电源滤波，没有问题说明TVS管有问题或TVS使用不当比如接地不好。

只看该作者 · 2008-3-21 10:06

先把电源稳一下

只看该作者 · 2008-3-25 12:56

吴老师
对于您的提问，比如说（什么情况下怎么打静电是否会死机），我上面都其实有说过的，不知道您看到没

如果我没有理解错的话，您给我提供的建议应该就是修改PCB板的地处理吧

请问吴老师：
PCB板如果地环路处理的很好的话，在抗接受辐射干扰方面，到底有能抗几KV的静电在近场产生的电磁干扰呢有没有有个指标的

只看该作者 · 2008-3-25 20:56

TVS管的反映速度不够，我是做工控的，改成肖特基，会有改善！

只看该作者 · 2008-3-26 14:21

不是都说TVS管的反应速度都在NS级的么，肖特基我倒没注意过，我去试验下
多谢了

1万 · 2008-4-1 16:07

请教高手心电产品抗ESD设计，问题持续半年之久，先谢了

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