Защита от электростатического разряда? Опции

[EugeNNe]

Есть девайс содержащий в себе два микроконтроллера. Успешно проходят испытания
по наносекундным, микросекундным помехам во всех вариациях. Функционирует устройство
по классу А. От всего защитились. А вот статику пройти не можем - на десятом импульсе девайс
начинает глючить. Чё тока не делали, как только не извращались - не хочет работать. Умные
книжки не помогают. Народ!!! поделитесь опытом!!!!

[Andy Mozzhevilov]

Есть девайс содержащий в себе два микроконтроллера. Успешно проходят испытания
по наносекундным, микросекундным помехам во всех вариациях. Функционирует устройство
по классу А. От всего защитились. А вот статику пройти не можем - на десятом импульсе девайс
начинает глючить. Чё тока не делали, как только не извращались - не хочет работать. Умные
книжки не помогают. Народ!!! поделитесь опытом!!!!

Схему структурную приведите. Куда и сколько подается. Заземляется ли устройство, или изолировано.

[EugeNNe]

Электроника помещена в металлический корпус по форме и размеру напоминающий кастрюлю литра на три, закрывается всё это с одной стороны пластиковой крышкой. Испытания проводятся в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.2 - 99. Корпус кострюли заземлён и изолирован от внутренней "земли". Удары наносятся по поверхности корпуса, головкам винтов, шильдику, сварному шву - в общем везде.

[kalimusk]

Мы просто пишем, что прибор идет по классу С по этому виду воздействия. Иногда помогает установка варисторов и им подобных элементов. Кроме этого, все цепи (входы МК) пропускаем через фильтры (Murata, Epcos).

[EugeNNe]

Мы просто пишем, что прибор идет по классу С по этому виду воздействия. Иногда помогает установка варисторов и им подобных элементов. Кроме этого, все цепи (входы МК) пропускаем через фильтры (Murata, Epcos).

Счастливые люди. Наш девайс по всем видам помех должен соответствовать
классу А. Что хошь то и делай. А фильтры посмотрю конечно.

[Andy Mozzhevilov]

Мы просто пишем, что прибор идет по классу С по этому виду воздействия. Иногда помогает установка варисторов и им подобных элементов. Кроме этого, все цепи (входы МК) пропускаем через фильтры (Murata, Epcos).

Счастливые люди. Наш девайс по всем видам помех должен соответствовать
классу А. Что хошь то и делай. А фильтры посмотрю конечно.

Все таки опишите подробнее, как глючит? На какие цепи, по вашему мнению, происходит
влияние помехи. При подаче помехи куда? Контактного разряда на металлический корпус,
или воздушного на изолированную крышку?
Вообще, если корпус металлический, с хорошими соединениями всех стенок (если сварными, то
вообще хорошо), и хорошо заземлен, то ток разряда должен стекать нормально на заземление.
Надо поэксперимантировать, попоробовать сменить место подключения заземления.
У вас есть генератор ЭСР?

[EugeNNe]

Наблюдается три вида глюков. Первый это когда устройство просто встаёт. Такое ощущение
что процессора просто встают. Второй когда происходит перезапуск системы. Сразу говорю внутренняя
"собака" в контроллерах задействована. Третий заключается в том, что светодиоды, управляемые
микроконтролерами через транзисторные ключи со стабилизацией тока начинают хаотически моргать. Разрядник у нас есть самопальный , но очень похож на гостовкий. Заводской купили, но пока не прислали, ждём.

[K_AV]

Наблюдается три вида глюков. Первый это когда устройство просто встаёт. Такое ощущение
что процессора просто встают. Второй когда происходит перезапуск системы. Сразу говорю внутренняя
"собака" в контроллерах задействована. Третий заключается в том, что светодиоды, управляемые
микроконтролерами через транзисторные ключи со стабилизацией тока начинают хаотически моргать. Разрядник у нас есть самопальный , но очень похож на гостовкий. Заводской купили, но пока не прислали, ждём.

Думаю, во всех трех случаях имеем сбой процессора. В первом случае циклится на каком-то участке программы без внешних проявлений. В третьем - в цикл попала выдача информации в порты.
Подозреваю, что внутренняя "собака" плохо привязана и сбрасывается из нескольких разных мест программы, таким образом имеет шанс обнуляться из зациклившейся программы.
Вообще к внутренним WDT отношусь с подозрением - внешний как-то более независим.
Попробуйте питание процессоров заблокировать от помехи поплотнее. Емкость побольше. Ферритовую бусину в проводники питания. Ферритовую бусину в длинные проводники, подходящие к входам процессора. Перепроверить длину и петли проводников внешнего сброса процессоров, если таковые имеются.

[wim]

Наблюдается три вида глюков. Первый это когда устройство просто встаёт. Такое ощущение
что процессора просто встают. Второй когда происходит перезапуск системы. Сразу говорю внутренняя
"собака" в контроллерах задействована. Третий заключается в том, что светодиоды, управляемые
микроконтролерами через транзисторные ключи со стабилизацией тока начинают хаотически моргать. Разрядник у нас есть самопальный , но очень похож на гостовкий. Заводской купили, но пока не прислали, ждём.

А питается девайс от чего? Вообще, наружу какие-то провода выходят? Касательно глюков - для начала неплохо бы минимизировать их разнообразие, например, забить всю свободную память программ безусловными переходами на рестарт. Если после этого МК будет по-преженему вставать намертво, это означает, с большой вероятностью, что помеха сохдаёт недопустимо высокие напряжения на его выводах. Хорошо бы также измерить ток, потребляемый МК после зависания. Если под действием помехи происходит "защёлкивание" паразитных структур, это должно сопровождаться резким возрастанием потребляемого тока.

[K_AV]

Да, еще: пересмотрите конструкцию (не по КД, а фактическое состояние сборки). В моей практике была металлическая стойка, ввинченная сквозь плату и имевшая контакт с внешней оболочкой прибора. На плате шайба под стойкой была проложена не та (шире, чем по КД). В результате она находилась менее чем в 1 мм от проводника. Через этот зазор разрядом был успешно убит порт контроллера, остальные экземпляры прибора просто сбивались. Дорожку обрезали и обвели проводом подальше от стойки - сбои прекратились.

[ESL]

может быть что-то с тактированием? от чего тактируются оба контроллера? от одного источника или от независимых?

[ywg]

Есть два тезиса:
- на плате проводник цепи тактирования имеет прямые углы
- крышка не является экраном - проложите под нее токопроводящую ткань, для эксперимента можно ее заменить фольгой.

[arttab]

Решали подобные проблемы уменьшением сопротивления общего провода (заливка областей, связь между ними переходными отверстиями), и полигоны под цифровые мк(после чего регистры 595 глючить перестали).

[EugeNNe]

Напряжение питания 9 - 18 в, постоянка через DC/DC преобразователь, гальванически развязано. Наружу выходят 2-а провода питания и 2 - 485 интерфейса (оптоизолирован). Фильтры по питанию стоят. Тактирование сначало осуществлялось от внешнего кварца, потом сделали по внешнему генератору на каждый контроллер - не помогло. Под пластиковою крышку уже сделали пластину из фольгированного текстолита. Помещали также всё плату с электроникой в экран ( как СВЧ устройство) тоже не помогло.

[kalimusk]

Электроника помещена в металлический корпус по форме и размеру напоминающий кастрюлю литра на три, закрывается всё это с одной стороны пластиковой крышкой. Испытания проводятся в соответствии с ГОСТ Р 51317.4.2 - 99. Корпус кострюли заземлён и изолирован от внутренней "земли". Удары наносятся по поверхности корпуса, головкам винтов, шильдику, сварному шву - в общем везде.

Надо смотреть, где наиболее близко подходит (ят) плата к корпусу. Или проще- измерить емкости разных цепей относительно металлического корпуса, далее известные методы расчета уровня емкостной наводки (с учетом активной составляющей входного сопротивления анализируемой цепи).
В начале элстатического разряда по ГОСТу протекает значительный импульсный ток, поэтому возможна и индуктивная наводка. Так что есть где подерзать, если нет возможности объявить класс С

[K_AV]

Фильтры по питанию стоят.

Ты не понял. Мало того, что они есть. Нужно их как можно ближе к контроллерам поставить. И не только емкость, но и индуктивность (оптимально, как я уже писал - ферритовую бусину между общей шиной питания и выводом питания контроллера).

[EugeNNe]

Фильтры по питанию стоят.

Ты не понял. Мало того, что они есть. Нужно их как можно ближе к контроллерам поставить. И не только емкость, но и индуктивность (оптимально, как я уже писал - ферритовую бусину между общей шиной питания и выводом питания контроллера).

Ёмкости были поставленны насколько возможно ближе к контроллерам ещё
на этапе проектирования печатной платы. А индуктивностей пока нет таких
в наличии. Как приобретём обязательно поставим.

[Georgy]

А если в темноте на процесс присмотреться - вдруг искорку то и увидите внутри кастрюли.
Ещё я бы проверил спектр измерительного сигнала, нет ли там больших выбросов а так же некоего резонанса на испытуемой плате.
И попробовать запитать без проводов, батарейками.
Если МК КМОПовские - они могут накопить заряды на некоторых выводах и после 10 го щелчка поплыть.
Удачи!

[kalimusk]

Ты не понял. Мало того, что они есть. Нужно их как можно ближе к контроллерам поставить. И не только емкость, но и индуктивность (оптимально, как я уже писал - ферритовую бусину между общей шиной питания и выводом питания контроллера).
Ёмкости были поставленны насколько возможно ближе к контроллерам ещё
на этапе проектирования печатной платы. А индуктивностей пока нет таких
в наличии. Как приобретём обязательно поставим.

Чтобы уменьшить проникание энергии ЭСР внутрь схемы, надо организовать цепь с наименьшим импедансом к тем сторонам корпуса прибора, на которые он устанавливается во время испытаний (на заземленную плоскость). Мы иногда вводим экран внутрь пласмассового корпуса прибора, обеспечивающий наибольшую емкостную связь с заземленной плоскостью и соединяем его гальванически или негальванически с наиболее уязвимыми поЭСР частями. Ребята из испытательного центра говорят, что они "похоронили" уже кучу изделий, в которых конструктора применили пленочные клавиатуры. Индикаторы мы защищаем стеклом.

[Zorik]

у нас была проблема которая устранилась после замены флюросентов на обычные лампочки.

Сообщение отредактировал Zorik - Mar 29 2007, 22:06

[Alex11]

Еще вариант - обычные оптроны имеют довольно болшую проходную емкость. Может быть, наводка идет через RS-485 и оптроны.

[=AK=]

У меня в аналогичной ситуации, когда дивайс сбоил про разряде в определенную область металл. заземленного корпуса, но не сбоил про разряде в другие области корпуса, причина была в емкостной связи между корпусом и землей платы (расстояние между ними было около 10 мм). В момент разряда через емкость связи в земле платы наводился короткий выброс напряжения, из-за него срабатывал супервизор питания и давал ложный сброс устройства.

Вылечилось установкой керамич. развязывающего кондера вплотную у ног питания супервизора, до этого ближайший развязывающий кондер был примерно в паре сантиметров от супервизора.

[Dog Pawlowa]

ИМХО причины явления - это не просто емкости между корпусом и разными цепями на плате, а РАЗНЫЕ емкости. В этих условиях на РАЗНЫХ цепях (участках цепей) возникает РАЗНОЕ напряжение, протекают значительные токи, выбивающие контроллер.
Значит, задача - уровнять эти напряжения, исключить появление разного потенциала.
Например, у вас два ввода в корпус. Они далеко друг от друга? Правильнее совместить в один.
Для эксперимента можно внутри экрана поставить второй экран, соединив его со схемной землей, и поставить фильтры всех входных-выходных сигналов в одной точке.

Пример.
Два месяца назад испытывал прибор с ЖКИ. Прибор в металлическом корпусе, контроллер работал устойчиво, но сбоил ЖКИ. Все по теории (см выше) он ближе к корпусу, а контроллер далеко внутри. Емкости разные, на контроллер и ЖКИ разные напряжения.
Как их выровнять? Емкость между контроллером и корпусом нужно увеличить искусственно. Была поставлена емкость между корпусом и схемной землей, ЖКИ перестал сбоить.
Единственно, для этого плата контроллера должна быть разведена безупречно - так как заряд, получаемый по контакту схемной земли должен растекаться, не вызывая значительных перепадов потенциала на самой плате.

[repairDV]

http://www.terraelectronica.ru/board/index.php?showtopic=385

[=AK=]

... причины явления - это не просто емкости между корпусом и разными цепями на плате, а РАЗНЫЕ емкости. ... Была поставлена емкость между корпусом и схемной землей, ЖКИ перестал сбоить.

То есть, емкости были сделаны еще более разными, а эффект исчез.

В рассказанном мною примере корпус соединялся с землей платы. В одной точке.

Сосредоточенная емкость величиной более десятка пик в этом контексте вообще должна рассматриваться не как емкость, а как кyсок провода. И интересовать нас бyдет не емкость этого кондера, а индуктивность этого куска провода.

[Dog Pawlowa]

а эффект исчез.

В вопросе борьбы с помехами, как и любой другой борьбы, не бывает одной правды !

[KAlexn]

В моем случае хорошо помогла емкость между металлическим корпусом устройства и землей схемы, прямо на вывод земли из корпуса. Величина емкости 2000 пФ на напряжение 1000В. При разряде паразитный ток течет не где придется, а там где надо. Если рассмотреть разрядное устройство, то это емкость 300 пФ с зарядом, который и разряжается на корпус. Получается делитель напряжения 300 пФ и 2000 пФ.

[maxfox2k]

мы делали металичиски корпус и хорошо связывали с frame ground самой платы.
были сначала проблемы с усб, но с разрядом в корпус проблем не было.
все тестировали до +/-15 квольт.
а так, у вас получается потенциал между платой и копусом.

[EugeNNe]

А проблема решилась очень просто, до тупости...Использовали AVR M640. Зашили фьюз Full Swing (раскачивает тактовый сигнал примерно до уровня питания) и корпус кварца на землю зазадили (как только раньше не догадались). Лупили 8 кВ воздушного и контактного разряда целый день. Всё работает без всяких колец, бусинок и фильтров. Успешно прошли испытания по ЭМС, без единого глюка..

[Circuitprotectio...]

В тему топика хотелось бы привести следующий,пока не очень известный, элемент электростатической защиты - PESD
http://circuitprotection.ru/catalog/voltage/pesd/

По разрядам у него идет(по тестам IEC 61000-4-2):
контактный - макс.15kV
воздушный - макс.25kV