¿Cómo proteger el pin de reinicio de MCU de golpes de ESD?

Hemos estado diseñando circuitos de protección ESD para pines expuestos de MCU. Aquí viene la protección del pin de reinicio:

  1. El pin está conectado con un supresor de ESD en el conector.

  2. El pin está conectado en serie con una perla de ferrita de 600 Imp y está en paralelo con un condensador de 0,1 uF.

  3. El pin se levanta con una resistencia de 100kOhm.

Aquí viene lo que sucedió cuando ESD golpeó el pin de reinicio:

A. El sistema se restablece con un contacto de 3,5 kV.

B. La MCU se elimina con un contacto de 7,5 kV.

¿Son estos impactos ESD directos , es decir, la chispa está directamente en contacto con la línea RESET? Además, ¿tiene chispas? ¿Y qué supresor de ESD es?
si, es contacto. No probé el modo de espacio de aire. Se utilizó un supresor de esd de polímero.
Err, ¿entonces no tienes chispas? Eso es probablemente lo más fácil/más barato de agregar, probablemente valga la pena intentarlo.
¿Quiere decir que la estructura de la PCB tiene puntos afilados que apuntan a cada uno?
@richieqianle, ¿en qué tipo de caso se encuentra su equipo? ¿Metal o plástico? ¿Está conectado a tierra/masa?
Sí, como estos o similares.
No utilice puntas afiladas para el espacio de chispa. Consulte la página de mi sitio web aquí para saber cómo debe hacerse: carousel-design.com/SparkGap.html
Que micro estas usando?
No veo cómo el tipo de microcontrolador que se utiliza es relevante para este problema. Con respecto a ESD que causa un reinicio, todos se comportan igual que todos los micros que se fabrican con tecnología CMOS en estos días y tienen circuitos de entrada y protección ESD muy similares.
@SteveG Es un tablero desnudo y no tiene un estuche.

Respuestas (3)

Lo que creo que debe hacer es asegurarse de que la carga del pulso ESD no llegue a la MCU. Has hecho todo lo correcto para tratar de absorber esta carga.

Sin embargo, la carga proviene de un capacitor con una resistencia en serie muy baja, por lo que también necesitaría dispositivos con una resistencia en serie muy baja para poder absorber el transitorio de la carga ESD. Además, estos dispositivos deben ser rápidos.

Lo que intentaría hacer es evitar que la carga fluya hacia la MCU. Entonces agregaría una resistencia en serie con el pin de reinicio de la MCU . La MCU también tendrá protección ESD en el interior, esto combinado con esta resistencia en serie externa y los componentes que ya tiene deberían evitar que el pulso ESD reinicie el chip. Comenzaría con una resistencia de 1 kohm pero aumentaría su valor si fuera necesario.

Como la entrada de reinicio de su MCU será de alta impedancia de entrada, la resistencia adicional no influirá en el rendimiento normal. ¡Pero aumentará su capacidad de manejo de ESD!

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Venceme por un par de minutos.
Escribí lo más rápido que pude para vencerte :-)
Gracias por tu respuesta, que es muy agradable! ¿Cómo se conectará la resistencia con el pin MCU en relación con el condensador y la perla de ferrita?
Muy simple: simplemente deje todo como lo tiene, pero solo agregue una resistencia en serie con el pin de reinicio de MCU. Eso es todo.
He agregado un esquema para su conveniencia. Sé que parece que la resistencia de 1 k ohm no hará nada, pero estoy bastante seguro de que resolverá el problema. La entrada RESET de la MCU también tiene protección ESD y facilita el trabajo al agregar esta resistencia.
He visto supresores de ESD que tardan hasta 500 ns en sujetarse por completo (mucho tiempo en lo que respecta al silicio), por lo que la resistencia en serie también ayuda a amortiguar el borde de ataque del pulso hasta que el supresor se acopla por completo.

Necesita alguna impedancia en serie para limitar la corriente que ingresa al chip. La inmunidad ESD es una cuestión de desviar la energía y limitar la cantidad que ingresa a los bits sensibles.

Por ejemplo, un TVS a tierra seguido de una resistencia en serie de pocos K para limitar la corriente. El TVS podría sujetar 100-150A a un voltaje de alrededor de 10V, por lo que su corriente podría estar limitada a <10mA. El uC se restablecería pero no estaría cerca de dañarse.

Para corrientes de mayor potencial (rayos inducidos o lo que sea), puede considerar optoaislamiento y chispas, seguido de un TVS o similar.

Por supuesto, los reinicios relacionados con ESD no están necesariamente relacionados con el pin de reinicio en sí, que rara vez se coloca a más de unos pocos mm del uC en buenos diseños.

Bit crucial: necesita alguna impedancia en serie para limitar la corriente que ingresa al chip. Si hace eso, el chip en sí eliminará todo lo que quede del pulso.
Gracias por su respuesta. ¿Es posible evitar que el chip se reinicie? ¡Gracias!
Sí, con ideas similares. Los detalles dependen de la naturaleza de la perturbación, pero un capacitor puede funcionar bien una vez que se limita la corriente. Sin embargo, como dije, la mayoría de las veces los restablecimientos provienen de otros que no sean el pin de restablecimiento y el problema es mucho más profundo.

¿Por qué conectaría un condensador en paralelo con la perla de ferrita? Estás invitando a la sacudida de ESD a entrar directamente en la MCU.

Coloque el condensador desde el extremo interior de la perla de ferrita a GND.

Lo siento, describí mal. Lo que hice es lo que describiste para el condensador.
¿Cómo proteger el pin de reinicio de MCU de golpes de ESD?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v