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电容为什么能防ESD?

高工
2023-02-12 22:41:35     打赏
通常在项目中,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,那么你可曾想过,为什么能防ESD呢?其原理又是什么呢?


下面,以IEC61000-4-2标准人体静电模型(HBM)为例,给大家简单讲解一下。
下图是静电发生器等效模型,其中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。
image.png
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。

image.png
Cx=100nF
Vx = Cd * Utest / (Cd + Cx) =150pF*8KV/(150pF+100nF)= 11.98V < 50V

Vx Rated Power =50V 
Cx = Cd * ( Vx - 50 ) / 50 = 150pF * ( 8KV - 50 ) / 50 = 22.5 nF < 100 nF

其中,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。





关键词: 电容     ESD    

专家
2023-02-13 01:34:16     打赏
2楼

感谢楼主的分享,很实用了。


高工
2023-02-13 03:14:38     打赏
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高工
2023-02-13 07:38:52     打赏
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专家
2023-02-13 07:55:31     打赏
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高工
2023-02-13 08:01:26     打赏
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2023-02-13 08:10:42     打赏
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2023-02-13 08:19:24     打赏
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2023-02-13 08:23:54     打赏
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