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防止静电放电(ESD)问题的电缆设计

发布时间:2012-12-05 11:44   类型:原创文章   人浏览
 1.静电放电的形式

    静电放电可分为接触式和非接触式放电,也就是电流注入放电和空气击穿放电2种形式。静电放电对电子设备的影响主要分为3种形式:①放电前带电物体产生的静电场对电子设备的影响;②放电时的直接电荷注入对电子设备的影响;③静电放电电流激发的电磁场对电子设备的影响。

    静电放电对设备产生的噪声形式可分为:辐射噪声和传导噪声。辐射噪声是由放电之前静电场和放电电流激发的电磁场所产生的。传导噪声包括直接电流注入和电磁场产生的感应电流。实际情况下,两种影响是同时存在的,但是为了分析简单,笔者将分别从辐射噪声和传导噪声的抑制来讨论电缆静电放电的防护措施。

    2.抑制传导噪声

    对直接电流注入和电磁场感应产生的传导噪声,较好的抑制方式是对设备的各种连接电缆进行设计。电缆可以为传导噪声提供低阻抗的接地回路,以防止其干扰电子电路。并且这样也会有效减少静电放电前的静电场对电子设备的影响。

    为了产生一个低阻抗接地回路,首先要求设备的电缆具有较低阻抗值。对于大部分系统来说,电缆的阻抗已经比较低,但是在高频情况下,“趋肤效应”会使电缆的阻抗显著提高。因此,可以通过增加电缆导体的表面积(增大芯线的半径)在一定程度上减弱“趋肤效应”的影响。另一个影响电缆阻抗的因素是电缆连接点的接触腐蚀,其对电缆阻抗的影响比“趋肤效应”更加显著。可以通过以下2种方式来减少影响:

    (1)连接点的金属材料的元素电位序尽量靠近。在潮湿的环境下,金属会因为互相接触的原因产生电动势(EMF)。不同的电动势就会引起电化腐蚀,腐蚀程度和连接点金属之间的EMF差越大,腐蚀的程度也就越大。下表列出了部分金属的元素电位序。

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