Супрессор для защиты от статики STM32 Опции

[Atlantis-]

Здравствуйте!
Подскажите пожалуйста, в даташите STM32F429 написано, что максимально допустимое напряжение на FT пине равно Vdd+4 то есть 7,3 вольта. То есть формально я не смогу защитить от статики этот пин с помощью супрессора SP0503 у которого Signal Clamp Voltage может доходить до 8,5 вольт? Или тут нужно оперировать другими числами? На 3,3 вольта супрессоры не особо распространены.

[MrYuran]

резистор последовательно, остальное доделает внутренний защитный диод

[Myron]

резистор последовательно, остальное доделает внутренний защитный диод

Этот вопрос многократно обсуждался здесь на форуме. Повторю. Супрессор ставится как можно ближе ко входу (разъему) защищаемого сигнала на плате. Любой резистор, поставленный между входным контактом и супрессором будет деградировать под действием приложенной статики.
Выьранный вами супрессор имеет разброс с минимумом 6В. так что он вам для напряжений выше (6В-Запас) не подходит. Вы сожете это легко проверить, если у вас есть ЕСД "пистолет" или другое оборудование с установкой уровня ЕСД.

[Atlantis-]

Этот вопрос многократно обсуждался здесь на форуме. Повторю. Супрессор ставится как можно ближе ко входу (разъему) защищаемого сигнала на плате. Любой резистор, поставленный между входным контактом и супрессором будет деградировать под действием приложенной статики.
Выьранный вами супрессор имеет разброс с минимумом 6В. так что он вам для напряжений выше (6В-Запас) не подходит. Вы сожете это легко проверить, если у вас есть ЕСД "пистолет" или другое оборудование с установкой уровня ЕСД.

Тогда видимо нужен мощный супрессор. Какая мощность нужна, по Вашим наблюдениям?
Не понял, причем тут 6 вольт? Максимально допустимое напряжение на пине по даташиту 7,3 вольта. Хорошо же, если супрессор откроется при 6 вольтах. Плохо, что он может открыться при 8,5

[Myron]

Тогда видимо нужен мощный супрессор. Какая мощность нужна, по Вашим наблюдениям?
Не понял, причем тут 6 вольт? Максимально допустимое напряжение на пине по даташиту 7,3 вольта. Хорошо же, если супрессор откроется при 6 вольтах. Плохо, что он может открыться при 8,5

Уровень срабатывания супрессора имеет разброс. У вас есть рабочее напряжение на пине - 5В (например). Супрессор из коробки не должен срабатывать при 5В (рабчем напряжении) с неким запасом, например 5.5В. Если реальный уровень какого-то супрессора их коробки, скажем 8В, он обрежет статику выше этого уровня (конечно не идеально). Так вот разница между 8В и рабочим 5В+(~0.3В) будет обрезаться уже внутри STM32F429 (всего 8.5В-5.3В=3.2В в худшем случае, всесто 8кВ, например). Еще раз, супрессор не должен срабатывать в рабочем диапазоне входных напряжений.
Если нужно защищаться от больших уровней статики (30кВ, например), надо ставить более мощные супрессоры или две ступени - вход+супрессор+резистор+стабилитрон.
В своих изделиях для МК я, как правило, использую супрессоры в корпусах 0402, с параллельным включением диода шоттки для обрезания отрицатеьной полярности (у меня нет места). Ну и реальные испытания, если это реальная серийная аппаратура, покажут - защита работает, или не достаточно. Для этого проверка производится сткпенями - например, 2кВ-4кВ-6кВ-8кВ при контакте и выше при бесконтакте.

[Atlantis-]

Уровень срабатывания супрессора имеет разброс. У вас есть рабочее напряжение на пине - 5В (например). Супрессор из коробки не должен срабатывать при 5В (рабчем напряжении) с неким запасом, например 5.5В. Если реальный уровень какого-то супрессора их коробки, скажем 8В, он обрежет статику выше этого уровня (конечно не идеально). Так вот разница между 8В и рабочим 5В+(~0.3В) будет обрезаться уже внутри STM32F429 (всего 8.5В-5.3В=3.2В в худшем случае, всесто 8кВ, например). Еще раз, супрессор не должен срабатывать в рабочем диапазоне входных напряжений.

Я понимаю. Есть V(RWM) - максимальное рабочее напряжение, на котором супрессор не будет срабатывать. Есть V(BR) - напряжение пробоя, при котором начинает срабатывать супрессор. Есть V(СL) - тоже напряжение пробоя, для большего протекающего через супрессор тока. Объясните, как связать эти параметры с параметрами пина микроконтроллера. На что ориентироваться при выборе супрессора? Стандартная задача - защитить пин микроконтроллера. Рабочее напряжение на пине 3,3 вольта. Рабочее напряжение супрессора 5,5 вольт, этот параметр подходит. Максимально допустимое напряжение на пине 7.3 вольта. У супрессора напряжение начала пробоя от 6 до 8.5 вольт. Это что значит, что как повезет - при 6 будет работать. а при 8,5 уже сгорит пин? При этом в даташите еще есть параметр Clamp Voltage during ESD при 8 кВ разряда оно равно 12 вольт. То есть вешая этот супрессор на пин и шарахая по нему 8 кВ имеем на пине 12 вольт и 100%, что он сгорит?

Если нужно защищаться от больших уровней статики (30кВ, например), надо ставить более мощные супрессоры или две ступени - вход+супрессор+резистор+стабилитрон.
В своих изделиях для МК я, как правило, использую супрессоры в корпусах 0402, с параллельным включением диода шоттки для обрезания отрицатеьной полярности (у меня нет места). Ну и реальные испытания, если это реальная серийная аппаратура, покажут - защита работает, или не достаточно. Для этого проверка производится сткпенями - например, 2кВ-4кВ-6кВ-8кВ при контакте и выше при бесконтакте.

Что значит более мощные? Есть какая то градация, при 30 кВ надо 100 Вт, при 15 кВ надо 10 Вт, как подбирается мощность?

[Myron]

Я понимаю. Есть V(RWM) - максимальное рабочее напряжение, на котором супрессор не будет срабатывать. Есть V(BR) - напряжение пробоя, при котором начинает срабатывать супрессор. Есть V(СL) - тоже напряжение пробоя, для большего протекающего через супрессор тока. Объясните, как связать эти параметры с параметрами пина микроконтроллера. На что ориентироваться при выборе супрессора? Стандартная задача - защитить пин микроконтроллера. Рабочее напряжение на пине 3,3 вольта. Рабочее напряжение супрессора 5,5 вольт, этот параметр подходит. Максимально допустимое напряжение на пине 7.3 вольта. У супрессора напряжение начала пробоя от 6 до 8.5 вольт. Это что значит, что как повезет - при 6 будет работать. а при 8,5 уже сгорит пин? При этом в даташите еще есть параметр Clamp Voltage during ESD при 8 кВ разряда оно равно 12 вольт. То есть вешая этот супрессор на пин и шарахая по нему 8 кВ имеем на пине 12 вольт и 100%, что он сгорит?

В современных ИС (примерно 20-25 лет как) на входах стоят защиты от положительных бросков. От отрицательных очень редко (практически никогда). Качество этих защит (уровни, мощности, токи) редко указываются в ДШ и зависят, в основном, от мнения их разработчиков и требованиях к быстродейтсвию пинов (паразитные емкости зависят от размеров защиты на кристалле). Для уверенности для, например, надо бы ставить (от входа устройства) супрессор 3.3В мин. на землю - диод шоттки 15В-25В парраллельно - последовательный резистор (1к-2к, 0201 или 0402) - стабилитрон на землю (4.7В, например). Иногда, для большей уверенности еще один диод шоттки анодом с пина МК и катодом на питание МК. При этом это питание должно держать всплески, поступающие от питаемой схемы. Да и о быстродействии пинов надо иногда помнить. Почему так в пересказе, потому что некогда заниматься исследованиями каждый раз. Я произвел исследования последний раз лет 15 назад и с тех пор ни одного отказа при разработе 2-х 3-х новых устройств в год. У нас испытания на статику проводятся только на приемо-здаточных испытаниях. В периодике - нет.

Что значит более мощные? Есть какая то градация, при 30 кВ надо 100 Вт, при 15 кВ надо 10 Вт, как подбирается мощность?

Практическим путем, собрать схему и испытать статикой. Я выбираю 0402/0503 размер для норм. статики и низких напряжений и 0603/SMA/SMB для 6В и выше, так как там может быть не только статика, а и всплески от индуктиности внешних кабелей. А так - возьмите стандарт на стат. воздействия, вычилите площадь над рабочим напряжением и по ней можность. такие оценки я провел 15 лет назад, когда столкнулся с требованиями. И Гугл может помочь.
Вот например:
http://tqfp.org/parts/chto-oznachaet-mosch...supressora.html

[Atlantis-]

В современных ИС (примерно 20-25 лет как) на входах стоят защиты от положительных бросков. От отрицательных очень редко (практически никогда). Качество этих защит (уровни, мощности, токи) редко указываются в ДШ и зависят, в основном, от мнения их разработчиков и требованиях к быстродейтсвию пинов (паразитные емкости зависят от размеров защиты на кристалле). Для уверенности для, например, надо бы ставить (от входа устройства) супрессор 3.3В мин. на землю - диод шоттки 15В-25В парраллельно - последовательный резистор (1к-2к, 0201 или 0402) - стабилитрон на землю (4.7В, например). Иногда, для большей уверенности еще один диод шоттки анодом с пина МК и катодом на питание МК. При этом это питание должно держать всплески, поступающие от питаемой схемы. Да и о быстродействии пинов надо иногда помнить. Почему так в пересказе, потому что некогда заниматься исследованиями каждый раз. Я произвел исследования последний раз лет 15 назад и с тех пор ни одного отказа при разработе 2-х 3-х новых устройств в год. У нас испытания на статику проводятся только на приемо-здаточных испытаниях. В периодике - нет.

Я всегда видел на внутреннем устройстве портов диоды на питание и на землю, как, например, на приложенной картинке.

Почему Вы ставите диоды Шоттки? У нас принято смотреть не на падение напряжения на диоде, а на его быстродействие, чтобы он успел отреагировать на статику. И стабилитрон - разве успеет как то отреагировать на статику?