瞬態(tài)電壓抑制器(Transient Voltage Suppressor, TVS)也能夠?qū)o電放電起到有效的保護(hù)作用。不過(guò) TVS 只能抑制瞬態(tài)干擾的電壓,不能濾除高頻干擾成分,電路中一般配合增加與 TVS 并聯(lián)的高頻旁路電容,用于抑制高頻干擾。
此外, PCB 板的走線對(duì)于靜電防護(hù)也非常重要,這些走線相當(dāng)于一根根互相耦合的天線。為了把這些天線的耦合降低, PCB 板上的線長(zhǎng)要求盡可能的短,包圍的環(huán)路面積盡可能小,考慮磁場(chǎng)對(duì)消原理。
磁通對(duì)消的本質(zhì)就是信號(hào)回流路徑的控制,具體示意圖如下:
如何用右手定則來(lái)解釋信號(hào)層與地層相鄰時(shí)磁通對(duì)消效果,解釋如下:
(1)當(dāng)導(dǎo)線上有電流流過(guò)時(shí),導(dǎo)線周圍便會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)的方向以右手定則來(lái)確定。
(2)當(dāng)有兩條彼此靠近且平行的導(dǎo)線,如下圖3.2所示,其中一個(gè)導(dǎo)體的電流向外流出,另一個(gè)導(dǎo)體的電流向內(nèi)流入,如果流過(guò)這兩根導(dǎo)線的電流分別是信號(hào)電流和它的回流電流,那么這兩個(gè)電流是大小相等方向相反的,所以它們的磁場(chǎng)也是大小相等,而方向是相反的,因此能相互抵消。
1.3整改實(shí)例
某品牌體外診斷設(shè)備,外殼為絕緣材質(zhì)。靜電放電測(cè)試的現(xiàn)象為 :對(duì)顯示屏、面板按鍵及外殼縫隙處進(jìn)行空氣放電 ±8 kV,機(jī)器出現(xiàn)異常,按鍵失效,顯示屏顯示異常,無(wú)法維持基本性能。
1.3.1分析一
針對(duì)顯示屏,首先考慮電荷在此處積聚不能及時(shí)泄放而造成干擾。通過(guò)檢查,顯示屏已經(jīng)做了接地處理,但接地線很長(zhǎng)。其次,顯示屏外部透明絕緣膜較薄,防護(hù)效果不好。
整改方法 :在顯示屏與外殼之間增加一塊透明的絕緣材料(材質(zhì)為丙烯酸玻璃)。同時(shí),縮短顯示屏接地線的長(zhǎng)度。
整改效果 :對(duì)顯示屏進(jìn)行空氣放電 ±8 kV 復(fù)測(cè),顯示屏工作狀況有改善。
1.3.2分析二
觀察顯示屏及其內(nèi)部控制電路,發(fā)現(xiàn)顯示屏和控制電路之間的信號(hào)線是一根較長(zhǎng)的排線。排線在機(jī)器內(nèi)部未經(jīng)處理,與其他電路距離很近。整改方法 :將排線折疊并固定在絕緣外殼處,遠(yuǎn)離其他電路模塊及外殼縫隙等。
整改效果 :對(duì)顯示屏進(jìn)行空氣放電 ±8 kV 復(fù)測(cè),顯示屏工作正常。
1.3.3分析三
考慮電荷從外殼縫隙處進(jìn)入內(nèi)部電路,并造成按鍵失效。整改方法 :使用絕緣材料,將外殼縫隙處與其臨近內(nèi)部電路之間互相隔離。
整改效果 :對(duì)外殼縫隙處進(jìn)行空氣放電 ±8 kV 復(fù)測(cè),與整改前相比,有一定改善。
1.3.4分析四
對(duì)按鍵進(jìn)行靜電放電時(shí),按鍵完全失效,分析可能是靜電電流干擾到了按鍵及顯示部分控制電路,需要將電流分流泄放至大地,避免其對(duì)設(shè)備的干擾。整改方法 :嘗試在 I/O 接口和地之間并聯(lián)二極管,并安裝一個(gè)對(duì)地電容,將 I/O 接口處電纜感應(yīng)的靜電放電電流分流到大地上,避免流入電路造成干擾。
整改效果 :對(duì)按鍵部位進(jìn)行空氣放電 ±8 kV 復(fù)測(cè),機(jī)器正常運(yùn)行,不再有異常。