Infineon———Psoc Creator使用方法之觸摸ESD

1、ESD保護
考慮周全的系統設計自然會具有強大的抗ESD能力。經過考慮在最終產品(尤其是用戶界面)中可能發生的接觸放電,我們的設計可以保證能夠禁受18 kV放電事件,並且CapSense控制器不會受到任何損害。
CapSense 控制器引腳可承受2 kV 的直接電流。在大多數情況下,覆蓋層材料能為控制器引腳提供充分的ESD 保護。表1-1 列出了保證CapSense 傳感器能夠經受12 kV 放電(按照IEC 61000-4-2 的規定)所需的各種覆蓋層材料厚度。
如果覆蓋層材料無法提供足夠的保護,將按以下順序應用ESD 對策:防止、重定向、鉗制。

表1-1. 覆蓋層材料絕緣強度


1、1  防止ESD 放電

最好的對策是避免在CapSense 控制器處放電。要確保觸摸表面上所有路徑的擊穿電壓大於表面可能接觸到的所有電壓。此外,設計您的系統以確保CapSense 控制器和ESD 源之間保持適當的距離。在圖1-1 所示的示例中,如果L1 和L2 大於10 mm,那麼系統將能承受12 kV。

圖1-1. ESD 路徑

如果無法保持合適的距離,請在ESD 源與CapSense 控制器之間放置一個耐高擊穿電壓的材料作為保護層。厚度為5密耳的一層Kapton 膠帶將承受18 kV 電壓。有關其他材料的絕緣強度,請參見表1-1。


1、2   重定向
如果您的產品空間密集,則可能無法防止放電事件。在這種情況下,您可以通過控制放電發生的位置來保護CapSense控制器。通過結合系統的PCB 布局、機械布局和傳導膠帶或其他屏蔽材料,就能實現保護操作。標準的做法是在電路板的外圍使用保護環。保護環應連接至機盤地線。


圖1-2. 保護環


如PCB 布局指南中所建議的,在按鍵或滑條傳感器周圍提供一個網格接地層也能進行重定向,使ESD 事件遠離傳感器和CapSense 控制器。


1、3  鉗制
因為CapSense傳感器比較接近觸摸表面,要重定向放電路徑可能不太現實。在這種情況下,添加串聯電阻或特殊用途的ESD保護器件可能會有用的。在易受干擾的走線上添加一個串聯電阻是一種經濟實用的保護方法。這種技術的工作原理是通過電阻和控制器把消耗分散。推薦添加到CapSense輸入的串聯電阻值為560歐姆。更多詳細信息可參見串聯電阻一節。

圖1-3. 用串聯電阻進行ESD保護         

更有效的方法是在易受影響的走線上提供特殊用途ESD保護器件。用於CapSense的ESD保護器件必須是低電容的。表1-2列出了建議搭配CapSense控制器使用的器件。


表1-2. ESD保護器件     

ESD是在設計一個系統時,必不可少的一部分,可以減少用戶在使用過程中產生接觸放電現象;保證晶片在使用過程中的CapSense在無法被覆蓋材料保護時,能夠通過ESD一系列操作對其進行保護。

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