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集成电路设计如何避免电击


对于集成电路板(PCB)如果电击太大,可能会立即损坏电路板或其组件和元件。让我们看一下由于电击和其他原因引起的PCB电击,是否可以在集成电路设计中采取方法来避免雷击。

电击如何影响电子?

当外部电流由于源极与地之间的电位差而被引入物体(或人)时,会发生电击。该对象实质上提供了完成电路的路径。导体或导电元件是最容易遭受电击的对象,这就是为什么如图1所示通常屏蔽电缆和外部电气设备以提供另一种较低的接地电阻路径,从而避免过电流造成潜在损害的原因。

电路板上的电击

电路板也容易受到电击。由于PCB通常不公开暴露于环境中,因此直接的雷击并不是很大的威胁;但是,输入电源线上的大电流是可能的,并且可能因短路而造成电路板损坏。取而代之的是,板上更常见的电击源来自板卡安装所在的直接环境。例如,附近的电气设备或电路。经常被忽略的另一个来源是静电放电(ESD)。

ESD是通过低阻抗对象将存储的静态能量释放到低电位(通常为地)的状态;例如PCBESD的来源实际上是无限的。一个常见的来源是人与人的接触,那里的静电存储可以高达2.5kV。接触的任何地方都存在放电的可能,并且存在接地的路径。

单次电击事件可能严重到足以损坏电路板。由于板上冒烟,积碳甚至起火,很容易检测到这些。多数情况并非如此。然而。相反,事件的影响可能会导致所谓的PCB电击电击,这是由于电击导致的电路板性能随时间下降。 

电击可能不会导致电路板上的电路操作立即停止。但是,重复的过大电流事件最终可能导致焊接连接断开,预防这些类型的问题的困难在于它们可能不是由于单一类型的来源引起的。实际上,PCB电击可能是多种来源或多种来源造成的。

PCB在其操作生命周期中可能会受到多个外部来源的电击。为了减轻这些PCB电击源的影响,电路板通常在开发过程中进行测试。例如,常见的是对PCB进行压力测试以确定它们是否符合可靠性标准。这种类型的物理测试至关重要。但是,在集成电路设计过程中可以采取一些措施来提高电路板避免PCB电击(尤其是电击)影响的能力。 

耐用性集成电路设计

PCB电击的所有根源都可以缩短电路板的使用寿命。但是,通常可以检测到发生足以导致电路板故障的时间的机械和热源。至少它们比难以预测或检测的电击更为明显。在许多情况下,这些影响是电击事件的指示。因此,针对不可预测的电气事件的防御措施之一就是进行优化集成电路设计。这应包括采取以下特定步骤以避免电击电击。

避免电击的步骤

1、确保电路板是封闭的和绝缘,如果发生电气事件,多余的电流将流到PCB周围的地面。

2、确保输入和输出与其他电路板隔离,输入线路上的电流浪涌是电路板上过大电流的主要来源。使用电源,转换器和调节器以防止它们损坏走线和组件。

3、充分利用保护电路,万一电路板上的保险丝确实流过大电流,断路器可以防止或限制损坏。

上海韬放电子提供专业的集成电路设计服务,如果您有这方面的需求,请与我们联系。

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