如何处理系统电缆来解决静电放电问题.PDF

沈阳单片机开发网——帮您精确掌握电子器件的使用细节 如何处理系统电缆来解决静电放电问题 静电放电（ESD）会产生静电场效应，电荷注入效应和静电放电电流产生的场效应，这 在第四章已论述过。正确地布置系统电缆和进行屏蔽设计可有助于解决这三种效应带来的问 题。本章中将讨论如何处理系统电缆来解决静电放电问题。 在讨论系统电缆的处理时，为方便起见，将第四章中所提出的三种静电放电效应重新整 理成以下两条效应： * 辐射噪声效应 * 传导噪声效应 辐射噪声包括泄放电流产生的静磁场，电场和磁场。传导噪声包括直接的电荷注入以及 电场和磁场感应的电流。当然，在实际情况下，这些效应并不是彼此独立存在的。但为了简 化讨论，我们分别考虑每一种效应。 首先讨论电缆的屏蔽或衰减及传导问题，20kV的电压在空气中的放电距离可达 2cm。所 以，为了防止电荷注入到电子线路中，设计人员可以采取以下三种措施： A) 设计设备时，采取措施使操作员不能到达距离电子线路 2cm 之内内，或接触与电子 线路相距 2cm 以内的未接地金属物件； B) 将所有电子电路用比空气更好的绝缘物质进行绝缘处理； C) 提供一个除了电子线路以外的另一个电荷注入对象。 上述措施 1与 2 将在第六章中着重讨论，因为这与屏蔽机箱的设计联系很紧密。而措施 3 主要取决于系统电缆的设计。如第二章所述，静电放电对象必须有一条到地的路径以消除 静电场。 到地的路径必须保持低阻抗。否则，可能有电弧通过电子线路形成的更低阻抗的通路。 为了获得低阻抗路径，最重要的是必须保证系统电缆的阻抗较低。对于多数系统，电缆线阻 抗相当低，不过高频时由于趋肤效应，阻抗会有所增加。可加大电缆芯线的表面积来缓解这 一问题（这将在以下电缆屏蔽的讲述中进一步讨论）。 引起电缆阻抗增加的另一个原因是连接点处的接触阻抗。连接点处的的锈蚀可以产生与 趋肤效应差不多的阻抗作用，为了防止锈蚀并使电缆的阻抗较低应考虑以下几个准则： A) 彼此接触的物体应在电化学序列上相容 在潮湿的环境中，电势不同的金属物体间会发生电化学腐蚀，其程度取决于接触物件的 电势差的大小。电势差越大，腐蚀就越严重。表 1 给出了部分电化学序列表，应当注意的是， 每一项中所列的电动势有时可能会发生变化。例如，铍铜有时可与铝配合使用。 表 1 电化学序列表 金 属 电动势（伏特） 金 属 电动势（伏特） 金 属 电动势（伏特） 镁 +2.37 铬 +0.74 铅 +0.13 镁合金 铁或钢 +0.44 黄铜 铍 +1.85 生铁 铜 -0.34 铝 +1.66 镉 +0.40 青铜 锌 +0.76 镍 +0.25 铜镍合金 锡 +0.14 铅锡焊料 镍合金 不锈钢 银焊料 银 -0.80 石墨 铂 -1.20 金 -1.50 1 沈阳单片机开发网——帮您精确掌握电子器件的使用细节 根据环境的不同，可允许电动势有较大的波动，在恶劣的海洋环境中，允许的电势差不 应超过 0.25V。一般情况下，除了与铝搭接外，电势差保持在 0.75V 以下是没以问题的。例 如，镀锌钢板机壳很容易用黄铜接线片与铜接地导线相连。