买卖吧搜索:
 
发新话题

ESD保护解决问题:每次一个汽车模块

ESD保护解决问题:每次一个汽车模块

                                      

       作者:Jeremy Correale,安森美半导体

 

在一天的工作正式开始前,粗略地浏览电子邮件,看到一连串报价、样品、项目和其他要求。对我来说,总是突颖而出的一个要求通常包含帮助“ESD”两个词。这特殊的请求是在艰难的时刻产生,然而我忍不住笑了,因为这对一个ESD保护器件的制造商恰好是绝佳商机。

静电放电(ESD)可能发生在电绝缘的物体,如一个人由于摩擦而带电和在接触到接地金属物体时突然放电。静电电位可高达30 kV,而由此产生的放电是非常短的,通常为100 ns,峰值电流可高达100 A。我们都以不同的形式经历过ESD,当我们走路回家触摸门把手时产生静电,随后被电到。这可能会瞬间疼痛,能量通过空气切割的轻微的蓝色火花用科学解释相当酷。但想象一下,当您从车里出来,靠在车身上加油时发生这种情况。进入和离开您的车可能让驱动您的导航和求助系统的电子设备受到电击。虽然电击可能不会伤害我们,即使是最轻微的脉冲也会损坏这些系统中的敏感电子,使它们变得无用,而不是

例如,GPS或全球定位卫星子系统有助于您的车辆共享其位置,从而令某些地图和辅助系统到达您的位置。它由一个天线驱动,通过位于可在车外看到的常见的鱼鳍模块内,还有一个GPS收发器电路。在一些实施中,该收发器电路位于一个Telematics Box中,它在当今汽车行业扮演着越来越重要的角色。随着越来越多的互联的车辆进入市场,如4G蜂窝服务、WiFiGPSV2X(车辆之间和车辆与基础设施通信)等特性都将在Telematics Box内实施。

GPS收发器电路常见的器件包括一个集成电路(IC)芯片与相关的射频(RF)前端分立元件如变压器及表面贴装电容器和电阻器。收发器芯片越来越强大,集成了更多的功能,并且通过减小硅工艺的几何尺寸减小了物理尺寸。最后一点在ESD的存在等级方面是关键的-行业趋势已趋向采用的工艺几何尺寸越小,芯片组对ESD越敏感。这种更高的灵敏度会导致整体更低的系统(IC被置于其中)级ESD

谈谈之前邮件中的ESD故障。最终他们换了新的GPS收发器IC用于之后的Telematics Box,不再需要通过所需的ISO 10605车载系统ESD规范的8kV等级。它们可以通过的最高水平是4kV,这需要OEM制造商的豁免和为潜在的现场失效负责。

诊断首先从检查原理图和PCB布局开始,如果看起来一切正常,那么就要开始下一步的实际模块评估了。安森美半导体通常采用一种称为传输线脉冲(TLP的测试方法,重复测定上升时间、脉冲长度和ESD脉冲的总能量。TLP不是通过阻抗不匹配的ESD模拟器放电,而是在干净的、50欧姆的环境中放电,让我们看到测试器件的钳位电压。


在对该特殊的模块进行TLP测试后,很明显,新的GPS收发器的内部ESD钳位结构具有很低的导通和钳位电压。由于这些器件大多采用普通齐纳二极管结构,击穿电压710V,这使得很难用外部低寄生电容的ESD保护器件保护。在这电压点导通,在这个等级的钳位和瞬态贯穿整个脉冲,这些器件可以让大多数的瞬态电流流入无法在更高的8kV脉冲能量生存的GPS收发器的内部ESD结构。一些集成外部ESD保护器件的新板进行了测试,没有一个能够超过所需的存在等级,因为它们都是高压齐纳型结构。

开始谈谈最新的SZESD9101P2T5G ESD保护器件,它采用安森美半导体的集成可控硅整流器(SCRESD钳位结构的快速导通的ESD9000系列。不像旧的齐纳二极管结构,SCR结构在相同的7V等级导通,但很快在3ns内重回到极低的23V钳位电压。这使得ESD脉冲瞬态电流被适当的分流到地面而不被耗散和随后破坏GPS收发器IC。在一个新的模块快速连接该器件和ESD测试开始获得好的结果,因为SZESD9101成功保护了GPS通过所需的8kV存在等级。


有了推荐的ESD保护器件、TLP的结果以及向上层管理报告8kV通过结果,从而避免潜在的现场故障。虽然它肯定有助于行业领先的ESD保护技术,但帮助故障排除并**深入分析以解决这个问题的是真正的ESD专知。我相信这是行业内每个人都在寻求的,以改变现状,解决具有挑战性的问题,最重要的是保持车辆在路上的安全。因此,早晨开始于许多电子邮件,请记住,在某处有人在他们的汽车电路中正在经历一个严重的ESD故障,我们将在那里解决问题:每次一个模块。

查看完整的SZESD9101产品介绍,请点击链接:http://www.onsemi.cn/site/pdf/SZESD9101P2%20Product%20Presentation.pdf

TOP

本版热门主题

发新话题
版块跳转