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電源適配器的ESD靜電防護守則

2025-2-26 15:52| 发布者: 闪电| 查看: 1| 评论: 0

摘要: 若power supply的AC輸入端為三孔,也就是有earth ground,在ESD測試時因電荷會被bypass,因此對電路幾乎沒影響。但若AC輸入端為兩孔,在設計上則須特別注意。以一般常見adapter為例,其外殼大多以絕緣材質密封,唯一 ...

若power supply的AC輸入端為三孔,也就是有earth ground,在ESD測試時因電荷會被bypass,因此對電路幾乎沒影響。但若AC輸入端為兩孔,在設計上則須特別注意。以一般常見adapter為例,其外殼大多以絕緣材質密封,唯一對外裸露的部分是輸出線,所以我們在做ESD測試時會須對它特別留意。由於輸入端是兩線輸入,並沒有earth ground,因此在電路設計上需要從輸出端預留快速的放電路徑回到輸入端的Line或Neutral進行電荷釋放,以避免因電荷累積而造成零件的損壞。


1.  變壓器、光耦合器與Y電容是橫跨在初次級間的三個主要元件,將次級的電荷引導到初級電源端,一般都是靠Y電容,因為它是上述三者間高頻阻抗最低者,    並且不易發生損壞。

2.  如下圖所示綠線所示是建議之放電路徑,由輸出端到Y電容,再到輸入大電容的負端,經由橋式整流與Common Mode choke回到Line 或 Neutral。由Y電    容回到輸入大電容負端的trace線建議不可與其他ground trace共用,以避免在ESD放電時造成其它元件損壞。另一個規劃路徑是建議讓Y電容接到初級大電    容的正端,如下圖橘線所示,其餘與上述相同,好處是此種接線方式其放電路徑不會直接經過PWM IC之ground,且在layout上較為容易。我們必須在初次    級間Y電容增加一個尖端放電的路徑(如圖一標示3位置) ,端點與端點之間的距離盡可能縮小且必須是兩級間最短距離(但仍須符合最小安規距離),當次級的    電荷電壓高到某一個程度時,透過此尖端逕行放電,如此可增加次級的靜電耐受度。



3.  設計者常在AC線端加CM/DM choke來抑制EMI。但是電感的感量以及阻抗往往亦是阻礙這瞬間放電路徑的最大來源,以小瓦數的power supply而言,因     EMI filter的級數較少,所以其感量阻抗都比較大,更不利於瞬間放電。所以必須設計有尖端放電路徑(如圖二(a)標示1,2的位置,此時因為同在初級側且正常     工作時尖端兩側之壓降幾乎是零,所以兩尖端的距離可以很小,一般小於1mm)。






4.  在電路上可改善的部分 :
     a. 為避免瞬間的突波將IC損壞或造成IC誤動作, 建議在VDD加一級RC filter將突波濾除,如圖三所示。

    b. 在電壓保護迴路的延遲時間:雷擊產生的電壓突波常觸發過電壓保護迴路,尤其是保護電路放在初級端特別容易發生,因此OVP必須要有delay time        (或de-bounce)。一般而言都>50usec,可是最好也不要超過150usec,以免保護動作太慢造成危害。
    c. 由於IC製程大都是Bi-CMOS設計,各pin的阻抗較高,應避免讓IC及其周邊迴路靠近或經過MOSFET與變壓器這種大干擾源。
    d. 瞬間的高壓會使MOSFET的電流斜率迅速上升,此時在sense pin會有突波出現,而MOSFET在關斷時由於sense電阻及trace之感性會造成負壓,所以        建議在sense pin加一級RC濾波器,如圖四所示。


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