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当电子元件性能下降:如何保护您的模拟前端

时间:2023-07-14 18:07:00

 Tony Pirc

ADI公司

本文旨在帮助指导系统设计人员了解不同类型的电气过载()及其对系统的影响。虽然本文针对系统中产生的特定类型电应力,但是这些信息也适用于各种场景。

这个问题很重要,因为如果不加以适当保护,即使是最好的电路也会性能下降,或因电气过载受损。

何谓EOS

EOS是一个通用术语,表示因为过多的电子通过相应路径试图进入电路,导致系统承受过大压力。有一点需要注意,这是一个随功率和时间变化的函数。

如果我们将复杂电路看作一个简单的消耗功率的元件,例如,将它视为一个。在额定功率为1 W1 Ω电阻上施加1.1 V电压,计算功耗的公式如下:

image.png
计算得出,消耗的功率为1.21 W。虽然电阻的额定功率为1 W,但是可能存在一些余量,所以暂时不用担心这一点。但并不能够始终如此。

将电压增加到2 V,会出现什么情况?如果功耗达到之前示例的4倍,那么电阻可能会像一个空间加热器在很有限的时间内提高环境温度,但是请记住这个公式:

   image.png

如果将电压增加到10 V,但仅持续10毫秒呢?有趣的地方就在这里:如果不了解部件,以及设计处理部件的目的,您就无法真正了解会对该部件产生什么影响。现在,我们来看整个元件系统。

哪些部分易受EOS影响?

一般而言,任何包含电子元件的部分都容易受到EOS影响。特别薄弱的部分是那些与外界的,因为它们很可能是最先接触到静电放电(ESD)、雷击等的部分。我们感兴趣的部件包括USB端口、的模拟前端,以及最新的高性能物联网混合器的充电端口等。

我们如何知道要防范哪些问题?

虽然我们知道我们想要保护系统免受电气过载,但是这个术语太宽泛了,对于我们决定如何保护系统没有任何帮助。为此,IEC(以及许多其他组织)做了大量工作来弄清楚我们在现实生活中可能会遇到的EOS类型。我们将重点探讨IEC规范,因为它们涵盖广泛的市场应用,而与该规范相关的混乱状况也说明需要本文来厘清。表1显示了三个规范,它们定义了系统可能遇到的EOS状况类型。在本文中我们只对ESD做深入探讨,同时也会让大家熟悉电快速瞬变(EFT)和浪涌。


 

1.IEC规范

规范

术语

真实模拟

特性

IEC   61000-4-2

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