Дополнительная ESD защита GSM модуля в случае применения внешней антенны, встроенная- 1kV, имеет ли смысл поднять до 4kV ? Опции

[Ruslan1]

Здравствуйте!

У меня было несколько необъясненных выходов из строя во время эксплуатации (модуль по внешним интерфейсам не отвечает), при разводке новой платы решил на всю доступную воду подуть.

Модуль- u-blox LISA-U200. Антенна- внешняя. Обычно с кабелем 3 метра, но бывает и внешнюю ставят и кабель подлиннее используют.

Изготовитель заявил следующее:

The ANT pin of LISA-U2 modules provides ESD immunity up to 1000 V (contact and air discharge according to IEC 61000-4-2): higher protection level is required if the line is externally accessible on the device (i.e. the application board where LISA-U2 series module is mounted).
...
If the device implements an external antenna and the antenna and its connecting cable do not provide a completely insulated enclosure able to provide protection to direct contact discharge up to +4 kV / -4 kV and protection to air discharge up to +8 kV / -8 kV to the whole antenna and cable surfaces, an external high
pass filter should be implemented at the antenna port.

и рисуют схему для данной защиты:


Ну, в-общем, там так и написано что "higher protection level is required if the line is externally accessible", так что ставить точно буду.

Вопросы:
1. Статика со стороны антенны действительно может привести к полному выходу из строя всего модуля?
2. Данное улучшение ESD protection от 1kV/1kV до 4kV/8kV имеет смысл с практической точки зрения? Или все равно маловато ? Или это как раз и будет переход от "маловато" к "нормально"?

[Aner]

Здравствуйте!
...
Вопросы:
1. Статика со стороны антенны действительно может привести к полному выходу из строя всего модуля?
2. Данное улучшение ESD protection от 1kV/1kV до 4kV/8kV имеет смысл с практической точки зрения? Или все равно маловато ? Или это как раз и будет переход от "маловато" к "нормально"?

Hello!
1. Статика приводит к полному или частичному выходу из строя всего модуля, в зимний период чаще из-за большой статики при снегопадах. Главное отсутствие защиты входных цепей, особенно у приемников. Защиты входных цепей это правильная разводка плат и ESD, TVS диоды, трансилы, разрядники и тп. Схем и решений оч много, ГОСТы также читайте. Молнии эксклюзив, редко когда кто под молнию что-то ставит, в основном на близком расстоянии от молнии что-то выходит из строя незащищенное до требуемых уровней эм полей.
2. Улучшение ESD protection от 1kV/1kV до 4kV/8kV имеет смысл с практической точки зрения тогда и только тогда, когда это оговорено в ТЗ или проекте или протоколе.
И конкретным классом защиты, того же ГОСТа.

[Ruslan1]

Большое спасибо, 'Aner' !
все-таки эту защиту на плату положил: по деталям и месту ничего не занимает, зато греет мысль, что выполнил рекомендацию производителя

[Владимир О.]

По какому "модельному ряду" будете защищаться?
Эта защита как-то поможет при модели HBM, но при модели IEC 62000-4-2 она бесполезна. Там фронт имеет сумасшедшую крутизну нарастания, дроссель бесполезен.

[Ruslan1]

По какому "модельному ряду" будете защищаться?
Эта защита как-то поможет при модели HBM, но при модели IEC 62000-4-2 она бесполезна. Там фронт имеет сумасшедшую крутизну нарастания, дроссель бесполезен.

У меня это защита по принципу "я соблюдал все требования даташита". Я не понимаю, почему сгорает, но перед визитом в головной офис разработчика хочу защитится этой мантрой. Тогда разговор будет не про "дык Вы ж это и это не вставили, а у нас в даташите явно написано....", а в более интересном мне направлении.
Я больше скажу, теперь я уверен что это не причина моих проблем (доказан факт сбоя даже вообще без антенны и без SIM карты). Но поставлю. (Точнее, уже поставил, устройство давно в очереди на монтаж).

[Владимир О.]

Есть хороший ГОСТ Р 50607-2012.
Там указано отличие применения моделей.
"Испытания, проводимые с резисторами сопротивлением 2 кОм, имитируют разряд непосредственно от человека через кожу. Испытания, проводимые с резисторами сопротивлением 330 Ом, имитируют разряд на тело человека через металлический предмет (например, инструмент, ключ, кольцо). Испытания с резистором сопротивлением 330 Ом являются более жесткими, чем с резистором сопротивлением 2 кОм."
Разряд с резистором 2 кОм близок к модели HBM, разряд с резистором 330 Ом близок к модели CDM или IEC 61000-4-2 (отличие в емкостях конденсаторов, в разных стандартах они разные). Самое страшное - модель MM, там резистор 0 и конденсатор 200пФ.
Решите для себя, ОТ ЧЕГО собираетесь защищаться.
По моему опыту, разница в "стойкости" с этими двумя вариантами резисторов примерно раз в четыре-пять.
По американским данным стойкость к ESD разряду при испытании разными моделями MM и HBM "в среднем по отрасли" - 11 раз. То есть устройство, имеющее "стойкость" 8кВ по модели HBM будет иметь стойкость по модели MM примерно 0,7кВ.