Colocación y valores para el filtro de supresión de transitorios/protección ESD de perlas de ferrita/condensador

He estado investigando, pero me resultó difícil encontrar una respuesta clara sobre esto. Necesito agregar protección ESD a mi circuito, en este video de Texas Instruments se habla de combinar un diodo TVS con un filtro FBC (perlas de ferrita/condensador) para maximizar la protección ESD, lo que me parece el mejor enfoque. Me pregunto acerca de la ubicación y los valores para el filtro. Estaré alimentando un ADC de 3.3V y MCU desde un adaptador de CA de 5V como se muestra en el esquema. ¿Sería la mejor ubicación del filtro FBC justo al comienzo del circuito en la salida del adaptador de CA? Vi la mención de usarlos en otros lugares del circuito y creo que vi el uso de varios filtros FBC ESD mencionados. Para mí, parece que solo uno al comienzo del circuito debería funcionar bien, pero eso es solo mi suposición sin saberlo.

También estoy buscando valores generales para el cordón y el condensador. La mayoría de las perlas que miré tienen una resistencia de alrededor de 20-200 ohmios a 100 MHz. ¿Qué tamaño de perla y condensador serían ideales para la supresión de transitorios de ESD? ¿Debería el condensador tener un valor más pequeño o más grande, lo que también podría funcionar como un desacoplador de suministro a granel para el circuito? ¿Importa el tipo de capacitor? He visto muchas menciones del filtro utilizado, pero no se han descrito los valores. Muchas gracias por la ayuda.

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En ese video, la perla de ferrita viene frente al TVS, lo cual tiene sentido.

Respuestas (1)

Lo que has mostrado es razonable. El TVS quiere tener un camino de baja impedancia a la tierra oa la tierra del marco para ser más efectivo.

En cuanto a la cuenta, elija un tamaño más grande (como 805) para manejar la corriente. Puedes experimentar con el valor; 33 ohmios más o menos para una línea de alimentación es un buen punto de partida.

Agregue también algunos límites de alta frecuencia/menor valor a la entrada, a ambos lados de la perla, para formar un filtro pi. Elija valores que no causen anti-resonancia. 4.7uf/1uf/0.22uf está bien (espaciado ~ 5x aparte).

Un par de recursos: nota de la aplicación Murata para filtrar https://www.murata.com/~/media/webrenewal/support/library/catalog/products/emc/emifil/c39e.ashx

K-Sim para simular la interacción de resonancia de tapa: http://ksim.kemet.com/

Gracias por esa información, todavía estoy investigando. ¿Quiere decir que debería tratar de evitar crear un filtro que resuene a una frecuencia que también se usa en mi circuito? Como si estuviera usando un convertidor elevador de 1 MHz, ¿me gustaría evitar un filtro con una frecuencia de resonancia de 1 MHz? ¿O te refieres a otra cosa? ¿Podría explicar cómo esos valores no causarían anti-resonancia? ¿Y qué se entiende por valores "espaciados ~ 5x aparte"? Gracias.
Los capacitores no son ideales: tienen una inductancia y resistencia en serie. Estos elementos determinan la frecuencia de resonancia propia de la tapa. Debido a este comportamiento no ideal de límite, los diseñadores utilizarán varios valores de límite diferentes para mejorar el rango de rendimiento de derivación. Pero esto debe hacerse de manera que las resonancias no interactúen e introduzcan 'picos', anti-resonancias, en la respuesta general. El uso de valores que no estén separados por más de 5x evita esto. Pruebe la herramienta K-sim para ver este efecto.
Dicho esto, la anti-resonancia para valores límite normales es algo que sucede en los 30~100MHz o más. Otra cosa que debe entender acerca de la omisión es que las fuentes de ruido tienen armónicos, y estas cosas son las que normalmente le causan problemas. Su circuito está en el lado de baja potencia, por lo que no será un gran problema.
Así que creo que estoy tomando otra ruta. Obtengo alrededor de 20 mV de ondulación del adaptador de CA que estoy usando, así que creo que puedo matar dos pájaros de un tiro aplastando la ondulación y protegiendo contra picos de ESD reemplazando la perla de ferrita con un inductor robusto con condensador para hacer un filtro LC. Creo que definitivamente tenía razón sobre el uso del filtro pi para la ferrita. Pero para el LC, usé un inductor de 220uH con un capacitor de 1000uF y la ondulación se rompió y dudo que haya alguna forma de que un pico de ESD lo supere. Vi mencionado en alguna parte que un inductor funcionaría
Además, la única entrada que estoy protegiendo es el conector de CC y solo necesito CC plana (no hubo ondulación cuando se vio en un alcance), por lo que el ataque de fuerza bruta en ESD con un filtro LC robusto me parece una buena opción. Parece que la mayoría de las cosas ESD especializadas están diseñadas para ser compatibles con USB, HDMI, Ethernet, etc., donde la frecuencia es un factor muy importante. Solo necesito el jack DC protegido y DC plano. ¿Qué opinas?
Y también usaré el diodo TVS como en el esquema.
Los LDO se ocuparán de la ondulación de la verruga de la pared, por lo que probablemente no sea necesario agregarle más filtrado de baja frecuencia. Lo que has mostrado es típico de, digamos, un dispositivo USB. Lo que me recuerda: ¿por qué no usar un conector de factor de forma USB y aprovechar los abundantes y baratos adaptadores disponibles? He estado haciendo esto por un tiempo para mis cosas alimentadas con 5V.
Mi discusión sobre la anti-resonancia es un poco interna, pero es algo a tener en cuenta, especialmente cuando se trata de armónicos de mayor frecuencia en su sistema.
¿Cree que el filtro LC será efectivo para detener las huelgas de ESD? Usaría un enchufe USB, pero el dispositivo que estoy usando funciona con una batería de gran capacidad y necesita una velocidad de carga superior a 500 mA. ¿Podría haber algún efecto adverso al usar un filtro LC como el que describí al comienzo del circuito en cuanto a los armónicos que mencionó, u otros? Usaré SPI para comunicarme desde el ADC a la MCU, UART también para algo más y un convertidor elevador y esas son mis partes de alta frecuencia. Además, al espaciar las tapas 5X, ¿cuáles son exactamente las cantidades de valor que deben espaciarse?
El TVS es su defensa de primera línea contra ESD. Lo recomiendo. Para carga basada en USB, 900mA y 2.1A son perfiles compatibles. Más sobre BCP aquí: maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/5801 Los tres valores que enumeré (4.7, 1.0, 0.22uF) son buenos para su perfil de consumo actual: los simulé con K-Sim como un control de cordura.
Colocación y valores para el filtro de supresión de transitorios/protección ESD de perlas de ferrita/condensador
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