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.

резистор последовательно, остальное доделает внутренний защитный диод

Я тоже так подумал, но можно это как то еще и обосновать, предельно допустимые значения не зря же пишут

На прошлой работе был у нас такой ИГЭ-15.2 http://ukrsk.com.ua/ispyt_generat_IGE.html
для проведения испытаний на соответствие изделий требованиям по помехоустойчивости.
Берёте такой, и шмаляете из него контактным разрядом 8кВ или воздушным 15кВ во все токоведущие элементы корпуса прибора (в том числе и разъёмы).
Если после такого воздействия прибор выжил и ни один пин STM32F429 не пострадал, то больше ничего делать не надо

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.

Нужна двухэтапная защита — например, параллельно соединителю ограничитель, далее резистор до входа МК и там стабилитрон 5,1 В.

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

И помнить про технику безопасности! Заземление, резиновый коврик и самое главное - утверждённая начальством программа испытаний!

У Вас супрессор от статики, воздействие импульсное и большая мощность Вам не нужна, можно подобрать что то в миниатюрном корпусе. Что касается напряжений, то характеристика стабилитрона хотя и достаточно крута но это не вертикальная линия и надо смотреть ток при выбранном пороге напряжения.

Я знаю, просто непонятно, как ее подобрать. Взять допустим импульс 15 кВ, мощности супрессора 1 Вт хватит или можно и 250 мВт обойтись?


Главный вопрос, можно ли использовать супрессор срабатывающий на 8,5 вольт при максимально допустимом напряжении на пине 7 вольт. Уровень 7 вольт в даташите задается как Vdd+4. То есть возможно, что внутренние защитные диоды как раз таки и сгорают при напряжении больше Vdd+4

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.

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?


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

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.
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

Я всегда видел на внутреннем устройстве портов диоды на питание и на землю, как, например, на приложенной картинке.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
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?

1. Статика и всплески на длинных проводах из-за их индуктивности и паразитных емкостей при подключении/отключении на них сигналов (напряжений) это принципиально разные вещи. На вашей картинке есть только защита от всплесков. Требования к статике, обычно, бывают при наличии внешних входов в оборудовании, когда можно их коснуться руками или при подключении другого оборудования. Также при этом могут быть и всплески и их комбинация со статикой. Внутри изделий статики, как правило не бывает, а только всплески и то не всегда.
2. Вера в божественность чужих решений это сильная вещь. Учебники и разработку делают люди, а не боги. Надо бы вырабатывать свое мнение на основе опыта и знаний. Ну и четких требований на конкретную разработку с цифрами воздействий (или номеров стандартов и уровней воздействий из них). Да и от всего защититься невозможно (молния, атомный взрыв, лом, ...). В этом и отличие инженера от ученого.
1. Обратное допустимое напряжение на пинах МК (современных) не превышает 0,5В (иногда даже ниже, зависит от людей-разработчиков). Поэтому шоттки. Превышение сигнала над питанием также ограничивается 0,3В...0,5В. Поэтому опять шоттки с пина на питание.
2. Стабилитрон не успеет. Поэтому в зависимости требований на защиты (от статики, всплесков, их комбинаций) его недостаточно и ставят супрессоры и/или их комбинацию.
3. Курс молодого бойца я для вас завершил. Дальше пишите конкретные ваши требования, а то получается треп по кольцу. Ну или я был неубедителен. Тогда вернитесь к ВЕРЕ.

Вы меня неправильно поняли, на картинке - внутреннее устройство линии порта ввода/вывода stm32. Просто Вы писали, что внутри ИС стоят защиты от положительных бросков, а от отрицательных - редко. А я везде видел, что диоды и на питание и на землю стоят.
Вот я пытаюсь вырабатывать свое мнение, с Вашей помощью в том числе.

Я понял, но разве быстродействие диодов не имеет значения? Тут с самого начала меня интересует только вопрос защиты от статики. Конкретно - stm32. Из даташита следует, что максимум они выдерживают Vdd+4 вольт. Но даже у супрессоров с рабочим напряжением 3,3 вольта напряжение пробоя выше этого значения (которое обозначается Vclamping), а V(BR) около 5 вольт, так каким напряжением руководствоваться при выборе?

Тут не мнение, а знание и понимание важно - есть ли выбросы и какие. Приведите вашу схему с указанием длины цепей на пины.
Минимальное напряжение супрессора должно быть выше рабочего напряжения пина с доп. допуском. Я уже два раза это писал. Приведите схему свою.

Myron, человек явно читает собственную тему через три строки со смартфона бегом за самокатом, так что без толку.

Похоже Вы правы. Замолкаю.

Схема простая - нога МК подтянута резистором на питание и выведена на разъем, когда втыкается штекер, нога соединяется с землей, сигнализируя о подключении. Длина цепи? Ну не знаю, 8-10 см

Да я понял про рабочее напряжение, я не про него спрашивал.
На картинке характеристика супрессора, Vrm - рабочее напряжение супрессора, то про что Вы мне говорили.
А я спрашивал про Vbr и Vcl. Например напряжение на пине 3,3 вольта. Я понимаю, что Vrm должно быть больше 3,3.
У меня вопрос, если пин выдерживает 7 вольт, то Vbr должно быть меньше 7 или Vcl?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла



Обоснуйте пожалуйста

Похоже не понимаете, ну или я не доходчиво пояснил. Последний раз для самоката: Vps(Vpin.max)<Vrm<Vbr<Vcl (если есть все эти параметры в ДШ). Не понимаю, что не понятно. От меня все.

Я не про рабочее напряжение спрашиваю, с ним все понятно, а про максимально допустимое напряжение на пине, выше которого пин сгорит. Рабочее напряжение пина у меня 3,3 вольта, а максимально допустимое 7 вольт.
Еще раз вопрос: пин выдерживает максимум 7 вольт (из даташита на stm32). У супрессора Vbr=5 вольт, а Vcl=10 вольт. Если я им попытаюсь защитить пин, он сгорит?

Каким невероятным образом Вам таки удалось прочесть хоть пару букв от меня? До этого момента у Вас с этим была просто беда.

О чем Вы вообще?
Про это?

Вы витиевато выражаетесь. Что такое соединитель и ограничитель? Ну ладно, ограничитель наверно два диода, на питание и на землю. Но какое отношение к статике имеет стабилитрон?

Ещё б Вам и ГОСТ'ы читать, это ж возмутительно как витиевато, а между тем, в тамошнем русском языке нет ни "разъём", ни, тем более, "супрессор".

Вы шутите? Действительно планируете ножку МК медным проводником вывести прямо на внешний разъем прибора?
Если так, то эту ножку никакие супрессоры не спасут.

Вам же говорили про последовательный резистор. Он ограничит ток через трансил. При этом сместит рабочую точку трансила ближе к нулю, где у него будет меньшее рабочее напряжение. Плюс на резисторе часть напряжения упадет.

Говорили, а еще говорили, что этот резистор при статике первым же и сгорит, если конечно это не 2-х ваттный МЛТ

Ну вот опять, что делать нам? При 8кВ контакте и 15кВ бесконтакте статики не сгорит, а деградирует от каждого воздествия, даже МЛТ-2. Деградация зависит от уровня и количества воздействий. Как еще подробнее?

Неважно, суть та же. Кстати, Вы какие то эксперименты проводили? У меня на работе статейка была, вместо супрессоров на пины ставят конденсаторы. Так вот в той статье пишут, что 0402 кондеры деградируют, а 0805 вроде как можно ставить

1.Важно
2.В рамку статью и в угол с лампадой, слезть с самоката и на колени, на колени...

Возможно и деградирует. А если речь идет о размерах 0402, то от него ничего и не останется.
Вопрос тут в типе входа и типе защиты. Если это интерфейс связи и никаких защитных резисторов в него ставить нельзя, то выбора нет, только супрессоры.
Также, если совершенно нет места и есть только конкретные требования по защите от статики. Т.е. тесты прошел, сертификат есть, дальше не волнует.

В вашем же случае, имеем простой цифровой вход МК. И защищать его нужно не только от статики, но и от случайных перенапряжений.
От всего, конечно, защититься нельзя, если подадут 220В, то сгорит все равно, но хоть от случайного подания 12В нужно защититься. Подадут 12В на супрессор 7В в корпусе SMB - превратиться в гвоздь мигом.

Так что, если только от статики, то:
вход - супрессор - резистор - стабилитрон или диоды шоттки на землю и плюс - вход МК

А в промышленных применениях все входы обычно защищаются еще и достаточно мощным резистором.
И чтобы в реальной эксплуатации они пробивались статикой, я таких случаев не помню.

Проведенные исследования 15 лет назад научили нас необходимым и достаточным способам защит. Еще раз, применяем 0402 или 0503 супрессоры на сигнальных входах с короткими кабелями на входах более 15 лет. Все наши изделия проходят испытания при запуске в серию - 8кВ контакт и 15кВ воздух. Супрессоры стоят непосредсвенно вблизи входных разъемов. Дальше применяются или нет доп. защитные компоненты в зависимости от конкретных ИС, транзисторов, длины входных кабелей, типов сигналов и пр. Но в любом случае, вышло устройство из строя или нет, оно после статики уходит в мусор. Поэтому не производим тестов на статику со 100% серийных изделий. За 15 лет был один или два возврата с выходом из строя защит. Причем анализ ни разу не показал, что это было из-за статики.
Но каждый может использовать что хочет по своей вере.
-----
Добавлено позже: Здесь, в который раз, обсуждается вопрос статики. В случае кабелей и напряжений выше 3В использую другие методы защиты.

Ни в коей мере не подвергаю сомнению ваши слова, более того, ваша практическая информация очень интересна.

Но я говорил немного о другом, что есть различные области применения. У вас, судя по всему, речь больше о защите межплатных и межблочных соединений, которые производятся разъемами с ограниченным доступом к контактам. Там такой подход оправдан и достаточен.

Я же говорю о внешних соединениях промышленных и лабораторных устройств. Эти соединения даны на откуп потребителю и часто выполняются в виде винтовых терминалов. Что туда может сдуру подключить пользователь, неизвестно
Поэтому только защиты от статики там недостаточно.

И к вере это не имеет никакого отношения, это больше вопрос здравого смысла

Убрал

Это не мое сообщение

Сам отвечу на свой вопрос. Супрессор открывается на напряжении Vbr и по мере роста тока напряжение может расти до Vcl, поэтому при выборе надо ориентироваться на Vcl или рассчитывать рабочую точку, если это возможно.
Можно сгладить это добавлением последовательного резистора. У пина процессора есть характеристика - ток инжекции. Как я понял, это ток, который может быть "влит" в пин через внутренний защитный диод посредством превышения напряжением на пине напряжения питания.
Например, у супрессора Vcl=8 вольт, а пин процессора выдерживает 4 вольта и допускает ток инжекции 1 мА. Поставив последовательный резистор 4 кОма получим на нем падение 4 вольта.
Поправьте пожалуйста, если я что-то не так понял

Да, все правильно. Только на предельные значения нельзя закладываться. Оставляйте запас.

Тогда вопрос на миллион...для FT пинов STM32 (5 вольт совместимых) указан ток инжекции равный нулю и резонно написано:

Это самое maximum value равно Vdd+4. То есть получается если ток туда не течет и течь ему туда запрещено, то последовательный резистор вообще не имеет никакого смысла?
Более того, получается, что надо использовать менее защищенные TTa пины, где максимальное допустимое напряжение 4 вольта, но допускается ток 5 mA и можно порезвиться, установив последовательный резистор. Например поставив 10 кОм получим 10кОм*5мА=50В. И право использовать на входе заурядный супрессор с рабочим напряжением 5 вольт и максимальным напряжением пробоя, например, 15 вольт. Правильно я рассуждаю?

5 вольт совместимые FT входы отличаются схемотехникой, главным образом повышенным пробивным напряжением и отсутствием внутри на входе защитного диода на питание. Т.е он просто другой, и это нужно учитывать при проектировании внешней защиты.

Перечитайте топик. Вам уже не раз говорили о рекомендуемой защитной цепочке. И после резистора упоминали стабилитрон или внешние диоды шоттки.
Для любого входа регламентированы макс. напряжение и макс. втекающие/вытекающие токи. Вот вы и должны внешними цепями обеспечить невыход за эти пределы.

Так что, если вход 5V - ставьте стабилитрон (после резистора), если вход аналоговый - дополнительную пару внешних шоттки, если вход цифровой 3V можете ограничиться только резистором. И это самая минимальна защита, обычно ставят больше.

А вообще, эти вопросы уже многократно обсуждались. Местные советчики с опытом уже просто не хотят в очередной раз про это писать. Читайте форум, вот вам тема, где я сам много на "клаву давил":
Скажите, приведенные мной компоненты - это TVS или еще что-то?
Начиная с 19 сообщения, практически ваши вопросы
Есть полно и других аналогичных тем...

Вот я и пытаюсь его проанализировать и получается, что он хуже обычного TTa, хотя у меня в МК только два ТТа и они заняты интерфейсом... А так все красиво получалось.

Я понимаю, просто хотел обойтись минимумом компонентов - супрессором и резистором, чтобы уберечься от статики, вход у меня цифровой 3V. Статика может появиться при штатном использовании прибора, а подключение на вход непредусмотренного напряжения - это уже неправильное использование прибора. Защита это хорошо, но места на плате как всегда поджимает.
Нашел супрессор вроде как подходящий smlvt3v3. Единственное смущает большая емкость 5200 nF. Она как то влияет на коммутацию самого супрессора? Или только ограничивает быстродействие ноги, на которой этот супрессор висит?
Я помню про остальные элементы, но не понимаю как статика связана с диодами Шоттки и стабилитронами, они медленноваты вроде как


Спасибо, почитаю. Я искал темы по этому вопросу, но именно эту не видел

Куда Вам такой слон на 600 Вт импульсной мощности?
Использую такой: ESDA5V3L ( http://www.st.com/resource/en/datasheet/esdal.pdf ), проблем никогда не было, правда он сдвоенный, но одинарный найти тоже на проблема.

Я же прямо на выход собираюсь ставить, без резистора. А вообще - это единственное что я нашел в компэле с нужным максимальным импульсным пробивным напряжением. А у ESDA5V3L clamping voltage почти 20 вольт, разве можно его ставить на пин, который выдерживает максимум 7,3 ?

Кстати нет, диоды на питание там есть, просто они подтянуты не к Vdd а к некому Vdd_FT, которое видимо равно Vdd+4
Кроме того у STM32F4 указан ESD HBM 2 кВ, что наталкивает на мысль, что может зря я тут пытаюсь в 7 вольт во входу уложиться. Вход то сам по себе держит 2 кВ статики.


Очень хорошо, что он сдвоенный! Причем объединены аноды. Можно завести один TVS на разъем, соединить через резистор со вторым TVS и дальше на ногу процессора, можно тоже через резистор. Тогда на первом TVS после разряда будут те самые 20 вольт, через резистор они создадут небольшой ток и уже на втором TVS будет чуть больше Vbr.
Хотя...может я неправ, если напряжение пробоя зависит на самом деле от температуры, а не тока. Ведь разряд проходящий через первый TVS разогреет и второй...
Там формула есть для прироста Vbr.
При температуре 260 градусов: (5*10^-4)*(260-25)*5,9=0,7 вольта. Вроде нормально.