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[参考译文] ISO7241C:针对隔离器的 ESD 保护

Guru**** 2455560 points
Other Parts Discussed in Thread: ISO7741, ISO7841

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/isolation-group/isolation/f/isolation-forum/743062/iso7241c-esd-protection-for-isolator

器件型号:ISO7241C
主题中讨论的其他器件:冲击、ISO7741ISO7841

您好!

我的产品 需要通过 IEC61000-4-2 ESD 认证、空气/接触放电的测试电压电平高至+-15kv、我发现隔离器在 测试期间始终受到 ESD 冲击的损坏、在我的设计中、 我在两个隔离接地端之间串联了两个50兆欧姆电阻器(一个是连接到 ESD 测试点连接器的隔离接地、一个是通过螺钉连接到智能机箱的数字接地)、 为了保护隔离器并确保产品能够通过 ESD 测试、需要任何其他组件、如 TVS 或气体放电管或其他电路?

1、如果添加外部 TVS、如何放置该 TVS、将其放置在连接器引脚和数字接地之间、或将其放置在连接器引脚和隔离式接地之间?

2、气体放电管的问题是什么?

3、我能否在 隔离式接地和数字接地之间添加一个气体放电管或一个 Y 电容器、并与两个串联电阻器并联? 如果添加一个 Y 电容器、最合适的值是什么?

谢谢!

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    您好!
    感谢您向 E2E 提出问题。

    首先、您可能能够使用 ISO7741或 ISO7841、我相信在该测试中、它们将具有更好的性能。 15kV 空气与封装相关、因此 ISO7841DWW 的超宽封装可能会通过此测试。

    让我咨询我们的 IEC61000-4-2专家、看看他们是否有任何外部电路建议可为您提供帮助。 请在下周之前让我们跟进此事。

    此致、
    Dan
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    尊敬的 Dan:

    感谢您的快速响应、感谢您的建议。

    到目前为止、我们不想改用其他隔离器、而是出于其他原因、例如在信号路径中添加一些外部组件、我们更喜欢通过其他方式来提高 ESD 性能。

    我期待您的 IEC61000-4-2专家提出建议。

    此致

    开尔文

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    您好、开尔文、  

    我已与我们的专家进行了交流、我为您提供了一些建议:

    1. 请考虑 ISO7741。 提供相同的引脚和封装。 成本差异不应太大-但性能改进是显著的。  
    2. 气体放电管(GDT)将提高 ESD 性能。 它应跨器件的 GND 进行连接、并尽可能靠近器件 GND 引脚放置。  
    3. Y-cap 预计会在一定程度上提高 ESD 性能。  
    4. 如果允许、在冲击点和 GND 之间使用串联电阻有助于限制流入器件的电流、从而防止其损坏。 需要通过实验来确定电阻器的值、但我们看到10kΩ Ω 有助于满足15kV 的要求。
    5. 阻隔层上的 TVS 二极管和50MΩ Ω 电阻器不会提高 ESD 性能。  

    如果您有任何其他问题、请告诉我。  

    此致、  

    Dan

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    Dan、您好!
    感谢您的快速回复。
    我将讨论隔离式接地与非隔离式接地(非隔离式
    隔离接地连接到可能连接的金属机箱
    电源/安全接地)。 保护器件应连接到哪个引脚
    连接、为什么?

    您建议在 GND 之间放置一个 GTD (在 GNDI 和 GNDO 之间)、我知道在测试期间可以为 ESD 电流设置从隔离接地到非隔离接地的电流路径; 在我的电流设计中、与2个串联电阻器和2个串联 Y 电容器组合的 RC 电路也具有类似的功能、您认为您对 GDT 的建议是更好的解决方案吗?

    是否有其他好方法可以为隔离器的输入信号提供 ESD 保护?
    比如放置 TVS 将输入信号钳制到电源和隔离接地? 并在输入信号和非隔离接地之间放置一个 GTD?
    或者在输入信号和非隔离接地之间直接放置 TVS 或 GTD、这也会设置到非隔离接地的 ESD 电流路径。

    谢谢、致以诚挚的问候
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    开尔文、

    你好! 保护器件可从器件引脚连接到本地接地(隔离式或非隔离式)、并跨越隔离式接地与非隔离式接地之间的间隙。 这取决于所使用的保护器件和方案。

    可在 GNDI 和 GNDO (如 y 电容器)之间连接气体放电管、以保护整个器件免受极高的 ESD 冲击。 GDT 可以更快地对瞬变/浪涌做出反应、并承受比 y 电容器和 RC 电路更高的空气 ESD 电压。

    TVS 二极管可在钳位到 Vcc 或 GND 时保护各个引脚。 这种保护方法可与产生更冗余系统的 GDT 一起使用、但在跨隔离层测试中 I/O 可能不会受到压力。 此外、TVS 二极管不是 kV 部件、不应跨接地屏障使用。 您是否愿意分享一份原理图、展示系统中的冲击点位置? 您是否考虑过 Dan 关于使用性能更好的 ISO77xx 的建议?

    如果您希望将此对话转换为 E2E 上的电子邮件或直接消息、请告知我们! Dan 正在出差、将延迟回复。 隔离团队有他的支持。


    感谢您选择 TI 隔离器。


    最棒的
    Manuel Chavez
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    您好!

    感谢您的回复。

    我将遵循您的建议、然后尝试是否 可以通过 ESD 测试、我可以稍后更新测试结果。

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    开尔文、

    不用客气! 请回复此帖子或提出新问题、随时与我们联系。


    感谢您选择 TI、

    Manuel Chavez