[導(dǎo)讀] 推薦個(gè)嵌入式行業(yè)的號主，喜歡的可以關(guān)注一波~對付靜電，與控制傳染疫情的原理類似，不外乎控制靜電產(chǎn)生源頭，切斷傳播途徑，增強(qiáng)設(shè)備本身的抗靜電能力。我們先看兩個(gè)跟防靜電有關(guān)的重要題目：大地和法拉第籠，然后介紹有哪些常用的手段，可以保護(hù)我們的設(shè)備免遭ESD的毒手。先認(rèn)識一下大地對于我們...
推薦個(gè)嵌入式行業(yè)的號主，喜歡的可以關(guān)注一波~ 對付靜電，與控制傳染疫情的原理類似，不外乎控制靜電產(chǎn)生源頭，切斷傳播途徑，增強(qiáng)設(shè)備本身的抗靜電能力。我們先看兩個(gè)跟防靜電有關(guān)的重要題目：大地和法拉第籠，然后介紹有哪些常用的手段，可以保護(hù)我們的設(shè)備免遭ESD 的毒手。 先認(rèn)識一下大地 對于我們腳下的大地，大家可能是再熟悉不過了?？晌覀儗λ终娴牧私舛嗌倌?？這顆形成于46億年前的星球，經(jīng)過漫長的演化，孕育出五彩斑斕的世界，她是奔騰不息生命的搖籃。在電子領(lǐng)域，大地也是一個(gè)非常重要的題目，但教材里對她的提及卻太少。 處于地球表面的大地本身帶負(fù)電荷，而大氣中含有凈的正電荷，平常我們雖然感覺不到，其實(shí)在空氣中，存在一個(gè)垂直指向地面的電場，大氣中的正電荷沿著電場注入大地。雖然比較微弱，但從整個(gè)地球來看，竟然達(dá)到1800A的電流。與之相反，云層和大地之間發(fā)生閃電時(shí)，會(huì)有負(fù)電荷流入大地，使系統(tǒng)總體上處于一個(gè)平衡的狀態(tài)。 我們可以簡單的認(rèn)為，大地是一個(gè)可以容納無窮多電荷的海洋。當(dāng)有帶正電荷的物體和大地連接時(shí)，會(huì)有帶負(fù)電荷的電子從大地涌入物體，與正電荷中和；當(dāng)有帶負(fù)電荷的物體連接至大地時(shí)，物體上的負(fù)電荷，會(huì)釋放到大地中。所以對于靜電釋放來說，大地是一個(gè)最好的去處。 當(dāng)然，一個(gè)懸浮于空中的金屬導(dǎo)體，也有容納電荷的能力，如果它上面再有一些尖刺，還會(huì)通過尖端放電，把電荷通過空氣慢慢釋放掉。但是這種懸浮物體對電荷的容納能力還是非常有限的。 法拉第籠 ESD Protection - 01 這是一個(gè)經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在我們可以帶著輕松的心情體驗(yàn)一下。一個(gè)封閉的金屬籠，當(dāng)用10萬伏的高壓靠近它時(shí)，會(huì)發(fā)生猛烈的放電，但是人在籠內(nèi)是非常的安全，不會(huì)有任何危險(xiǎn)。在1836年，英國物理學(xué)家法拉第，可是冒著生命危險(xiǎn)做的這個(gè)實(shí)驗(yàn)。他搭建了一個(gè)金屬外殼房子，然后用靜電發(fā)生裝置去電擊這個(gè)金屬房子外殼。 我們到現(xiàn)在，仍然依據(jù)此實(shí)驗(yàn)原理，去做靜電防護(hù) 。需要注意的是，金屬籠本身必須是良好的導(dǎo)體。比如飛機(jī)的金屬外殼，在搭接的地方要保證電阻非常小。這樣萬一被雷擊中了，也能保證機(jī)內(nèi)設(shè)備和乘客幸免遇難。一個(gè)設(shè)備如果有封閉的金屬外殼，可以對內(nèi)部的電路形成很好的保護(hù) 但是考慮另外一種情形，如果有一根導(dǎo)線從法拉第籠內(nèi)部穿出，情況恐怕就不妙了。試想一下你去跟法拉第籠中的小朋友握個(gè)手？估計(jì)是當(dāng)場GG。現(xiàn)場設(shè)備，特別是工控領(lǐng)域，經(jīng)常要有長長的線纜連接至別的設(shè)備。像下面這種，如果設(shè)備拖了一條電纜，此電纜接地，或者僅僅是靠近地面，就會(huì)形成一個(gè)放電的通路。即使是設(shè)備外殼接地，仍不能避免此通路上發(fā)生放電。所以要考慮在電纜進(jìn)出設(shè)備的地方做防護(hù) ，或者干脆直接隔離開，以避免形成放電通道。 ESD Protection - 02 靜電如何搞破壞 靜電的積聚本身，不會(huì)產(chǎn)生什么危害，產(chǎn)生破壞的，是靜電放電的一瞬間。這個(gè)釋放的時(shí)間越短，則能量越集中，越容易產(chǎn)生破壞。我們可以想像一個(gè)氣球，吹的再大，只要沒爆就沒事兒。但是拿一根針扎一下，就會(huì)啪的一聲爆掉，這就有點(diǎn)兒破壞性了。 如果一個(gè)物體已經(jīng)積聚了大量的靜電，這時(shí)候如果有一個(gè)放電通路，把它連接到了另外一個(gè)能容納電荷的物體，或者連接到了大地，這時(shí)候電荷就會(huì)在非常短的時(shí)間，在納秒(nS)級的時(shí)間內(nèi)釋放掉，電流可能達(dá)到數(shù)十安，對放電路徑上的物體產(chǎn)生劇烈的破壞作用。如果靜電的電勢特別高，它會(huì)擊穿和鄰近物體之間的空氣，通過空氣放電釋放掉。這也是經(jīng)常發(fā)生的一種破壞。 另外我們知道變化的電流，產(chǎn)生變化的電磁場，靜電釋放發(fā)生在一瞬間，頻率高，電流大，所以產(chǎn)生的高頻電磁輻射也很厲害。那么這種電磁輻射，就會(huì)通過空間耦合到敏感電路，對其形成破壞。 ESD Protection - 03 如何對付靜電 靜電源頭的控制 對付靜電最好的辦法，就是不讓它產(chǎn)生。至少不能讓它積累到產(chǎn)生破壞的程度。比較常用的是離子風(fēng)機(jī)，它能源源不斷地產(chǎn)生出正負(fù)離子，并吹送到需要消除靜電的地方。另外在產(chǎn)品的生產(chǎn)和運(yùn)輸中，使用防靜電工作臺(tái)，專用的防靜電包裝等也能防止靜電的積聚。 切斷靜電傳導(dǎo)通道 當(dāng)我們改變不了世界的時(shí)候，至少能改變我們自己。對于靜電也是這樣，大多數(shù)情況下我們能做的，是不讓靜電進(jìn)入設(shè)備，加強(qiáng)設(shè)備的抗靜電能力。 不用花什么成本，但很有效的方法，是增大設(shè)備內(nèi)部敏感電路板到外殼的距離。這里我們經(jīng)常會(huì)忽視的是固定電路板的螺釘，這些螺釘一般都是金屬的，直接擰到外殼。這樣的情況下，雖然電路板離外殼挺遠(yuǎn)，但靜電還是能沿著螺釘輕易的爬進(jìn)電路板，功虧一簣。所以記得螺釘要和內(nèi)部電路保持距離。 屏蔽，是阻止靜電進(jìn)入設(shè)備最為有效的方法。由于靜電釋放的一瞬間，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁場輻射，所以我們還需要對電磁場輻射進(jìn)行屏蔽。對于頻率低的磁場，主要是用高導(dǎo)磁率的材料做殼體，使磁場被引導(dǎo)，集中從殼體經(jīng)過。對于高頻的磁場，要用導(dǎo)電性能良好的金屬，其原理是磁場在導(dǎo)體中會(huì)激發(fā)出渦流，此渦流產(chǎn)生反向的磁場，與源磁場互相抵消，從而達(dá)到對內(nèi)部區(qū)域的屏蔽。如果需要同時(shí)對電場，高頻和低頻磁場做屏蔽，殼體需要選取復(fù)合屏蔽材料。屏蔽金屬殼最好要接地，這樣電荷可以泄放到大地，而且不但能屏蔽外部的電場和磁場，也能屏蔽內(nèi)部的電磁輻射對外部的干擾。 靜電釋放Electro-Static Discharge (ESD) 對于設(shè)備外部的靜電，我們要把它堵在外面，在入口的地方用TVS(Transient Voltage Suppressor)管，把靜電泄放到機(jī)殼上。另一方面，對于已經(jīng)進(jìn)入設(shè)備的靜電，要把它緩慢釋放掉，緩慢釋放掉，緩慢釋放掉，重要的事情要說三遍。對于電路板設(shè)計(jì)，下面是比較常用的處理方式： ESD Protection - 04 ESD Protection - 05 電路板最外側(cè)是一圈保護(hù)地，通常用螺絲固定到金屬外殼，外殼再通過低電阻的導(dǎo)線連接至大地。這樣外部的靜電直接被泄放到大地，不會(huì)對內(nèi)部電路板上的器件產(chǎn)生任何傷害。內(nèi)部的信號地，就是我們電路信號的參考地，通過1M歐姆電阻連接至保護(hù)地，它可以把電路板信號地上積累的靜電緩慢釋放掉，電路板上的其它電路可以先把靜電釋放到信號地。1nF的電容，對信號地到保護(hù)地提供一個(gè)高頻的通路，電路板上通過高頻輻射感應(yīng)產(chǎn)生的能量，可以通過它釋放到地。 看到這里我們可能會(huì)有兩個(gè)疑問：為什么保護(hù)地要留個(gè)缺口呢？我們?yōu)槭裁床话研盘柕刂苯雍捅Ｗo(hù)地連起來呢？這樣不是靜電更容易泄放到大地嗎？ 第一個(gè)問題，如果把缺口連上，保護(hù)地就會(huì)成為一個(gè)環(huán)形的回路，如果有電磁場以垂直電路板的方向通過，則會(huì)在此回路中感應(yīng)出電流，對電路板來說就是強(qiáng)干擾。對于通過空間傳播的電磁輻射干擾來說，最怕的就是電路板上存在電流可以流動(dòng)的回路。如果我們留心，可以看到電路板上的保護(hù)地，如晶振周圍的保護(hù)地(Guard Ring)，也不是封閉起來的一圈，而是會(huì)留出缺口。 第二個(gè)問題，對于一些設(shè)備，如果有良好導(dǎo)電的金屬外殼，外部沒有長導(dǎo)線，信號地直接接機(jī)殼也是可以的。比如我們家里的電腦，主板上的地線就是直接連到機(jī)殼的。對于有長導(dǎo)線暴露在外，易于和大地之間形成放電通路的，就要考慮在引線接口處，用隔離阻斷放電通路，或者用靜電保護(hù)器件把靜電導(dǎo)入大地。 ESD Protection - 06 需要注意連接至敏感器件的導(dǎo)線，如果此導(dǎo)線走線比較長，而且靠近靜電放電的通路，很容易被電磁輻射干擾。應(yīng)盡量遠(yuǎn)離干擾源，避免與放電通路平行走線，在導(dǎo)線串接小電阻，或者磁珠等，可以抑制干擾進(jìn)入敏感器件。 最后想說，最重要的是實(shí)踐。我們設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品時(shí)，首先要看國家標(biāo)準(zhǔn)，或國際標(biāo)準(zhǔn)的要求。還有就是不要迷信權(quán)威和教條，遇到關(guān)于ESD 的疑惑時(shí)，我們不妨回到起點(diǎn)，就是這個(gè)設(shè)計(jì)，會(huì)不會(huì)導(dǎo)致大量電荷瞬間釋放的情況。 以上是我們對靜電保護(hù)的一些粗淺見解，你有不同的看法嗎？留言文章末尾留言。 參考資料：《EMC 電磁兼容 設(shè)計(jì)與測試案例分析》鄭軍奇 《電子設(shè)備防干擾原理與技術(shù)》周旭 PCB Design Guidelines that Maximize the Performance of TVS Diodes，Littelfuse —— The End?—— 掃碼添加管理員微信，加入技術(shù)交流群
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LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。
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驅(qū)動(dòng)電源
在工業(yè)自動(dòng)化蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，工業(yè)電機(jī)作為核心動(dòng)力設(shè)備，其驅(qū)動(dòng)電源的性能直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。其中，反電動(dòng)勢抑制與過流保護(hù)是驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的兩個(gè)環(huán)節(jié)，集成化方案的設(shè)計(jì)成為提升電機(jī)驅(qū)動(dòng)性能的關(guān)鍵。
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工業(yè)電機(jī)
驅(qū)動(dòng)電源
LED 驅(qū)動(dòng)電源作為 LED 照明系統(tǒng)的 “心臟”，其穩(wěn)定性直接決定了整個(gè)照明設(shè)備的使用壽命。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，LED 驅(qū)動(dòng)電源易損壞的問題卻十分常見，不僅增加了維護(hù)成本，還影響了用戶體驗(yàn)。要解決這一問題，需從設(shè)計(jì)、生...
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驅(qū)動(dòng)電源
照明系統(tǒng)
散熱
電動(dòng)汽車(EV)作為新能源汽車的重要代表，正逐漸成為全球汽車產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。電動(dòng)汽車的核心技術(shù)之一是電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，而絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)作為電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵元件，其性能直接影響到電動(dòng)汽車的動(dòng)力性能和...
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電動(dòng)汽車
新能源
驅(qū)動(dòng)電源
在現(xiàn)代城市建設(shè)中，街道及停車場照明作為基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其質(zhì)量和效率直接關(guān)系到城市的公共安全、居民生活質(zhì)量和能源利用效率。隨著科技的進(jìn)步，高亮度白光發(fā)光二極管(LED)因其獨(dú)特的優(yōu)勢逐漸取代傳統(tǒng)光源，成為大功率區(qū)域...
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發(fā)光二極管
驅(qū)動(dòng)電源
LED
在LED照明技術(shù)日益普及的今天，LED驅(qū)動(dòng)電源的電磁干擾(EMI)問題成為了一個(gè)不可忽視的挑戰(zhàn)。電磁干擾不僅會(huì)影響LED燈具的正常工作，還可能對周圍電子設(shè)備造成不利影響，甚至引發(fā)系統(tǒng)故障。因此，采取有效的硬件措施來解決L...
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LED照明技術(shù)
電磁干擾
驅(qū)動(dòng)電源
開關(guān)電源具有效率高的特性,而且開關(guān)電源的變壓器體積比串聯(lián)穩(wěn)壓型電源的要小得多,電源電路比較整潔,整機(jī)重量也有所下降,所以,現(xiàn)在的LED驅(qū)動(dòng)電源
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LED
驅(qū)動(dòng)電源
開關(guān)電源
LED驅(qū)動(dòng)電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器，通常情況下：LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。
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LED
隧道燈
驅(qū)動(dòng)電源
LED驅(qū)動(dòng)電源在LED照明系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。由于LED具有節(jié)能、環(huán)保、長壽命等優(yōu)點(diǎn)，使得LED照明在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，LED的電流、電壓特性需要特定的驅(qū)動(dòng)電源才能正常工作。本文將介紹常用的LED驅(qū)動(dòng)電...
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LED驅(qū)動(dòng)電源
led照明
LED驅(qū)動(dòng)電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電源轉(zhuǎn)換器，通常情況下：LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。
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驅(qū)動(dòng)電源
高壓工頻交流
崧盛股份9日發(fā)布投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表，就植物照明發(fā)展趨勢、行業(yè)壁壘等問題進(jìn)行分享。植物照明未來市場需求廣闊崧盛股份指出，植物照明將會(huì)走向長期產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。主要原因有三：第一，LED植物照明賦能終端種植更具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。由于LE...
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崧盛股份
驅(qū)動(dòng)電源
在當(dāng)今高度發(fā)展的技術(shù)中，電子產(chǎn)品的升級越來越快，LED燈技術(shù)也在不斷發(fā)展，這使我們的城市變得豐富多彩。 LED驅(qū)動(dòng)電源將電源轉(zhuǎn)換為特定的電壓和電流，以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光。通常情況下：LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流電(即...
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驅(qū)動(dòng)電源
高壓直流
人類社會(huì)的進(jìn)步離不開社會(huì)上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開我們的設(shè)計(jì)者的努力，其實(shí)很多人并不會(huì)去了解電子產(chǎn)品的組成，比如LED電源。
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驅(qū)動(dòng)電源
低壓直流
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，LED技術(shù)也在不斷發(fā)展，為我們的生活帶來各種便利，為我們提供各種各樣生活信息，造福著我們?nèi)祟悺ED驅(qū)動(dòng)電源實(shí)際上是一種電源，但是它是一種特定的電源，用于驅(qū)動(dòng)LED發(fā)射帶有電壓或電流的光。 因此，LE...
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驅(qū)動(dòng)電源
電流
LED燈作為一種新型節(jié)能和無污染光源，由于其特有的發(fā)光照明特性，在現(xiàn)代照明應(yīng)用中發(fā)揮著革命性的作用。作為 LED 照明產(chǎn)業(yè)鏈中最為核心的部件之一，LED 驅(qū)動(dòng)電源的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)所存在的可靠性低、成本高等典型問題一直制約著...
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多路
LED
驅(qū)動(dòng)電源
隨著社會(huì)的快速發(fā)展，LED技術(shù)也在飛速發(fā)展，為我們的城市的燈光煥發(fā)光彩，讓我們的生活越來越有趣，那么你知道LED需要LED驅(qū)動(dòng)電源嗎?那么你知道什么是LED驅(qū)動(dòng)電源嗎?
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開關(guān)電源
驅(qū)動(dòng)電源
早前有新聞稱，Cree在2018年開始宣布轉(zhuǎn)型高科技半導(dǎo)體領(lǐng)域，并一邊逐漸脫離照明與LED相關(guān)業(yè)務(wù)，一邊持續(xù)投資半導(dǎo)體。在今日，Cree宣布與SMART Global Holdings, Inc.達(dá)成最終協(xié)議，擬將LED...
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