La huelga de ESD rompe la física de ethernet LAN8742A

Mi circuito usa LAN8742A ethernet phy. El sistema tiene una carcasa de metal y recibe 220 V CA en la placa de alimentación. Después de convertir 5V DC, va a mi placa que tiene Ethernet y mcu. Atornillé la caja y el punto de tierra de los pcbs de la fuente de alimentación a la tierra de la red. El problema es este: cuando golpeo 2kV con una máquina ESD a una fuente de alimentación de caja metálica, genera un pico de aproximadamente 48V en la salida: / Y va a mi circuito. Tengo un circuito regulador lineal estándar para 5V a 3.3V. El valor de pico disminuye un poco pero, sin embargo, bloquea/rompe la física de ethernet. Los LED de Ethernet se vuelven locos o cuelgan en la posición incorrecta. Después de apagar la CA y encenderla de nuevo, todo comienza a funcionar normalmente. Necesito un consejo para solucionar esto. Los esquemas de mi circuito son:fuerza ethernet

Respuestas (1)

Parece que está experimentando un error de software debido a la inyección de ESD. Significa que los registros internos de su MCU han sido alterados por la inyección de ESD. La mayoría de los chips disponibles en el mercado ya están protegidos contra picos ESD de 2 kV. Una gran cantidad de chips nuevos también tienen protección interna para picos ESD de 4kV. En teoría, con 2kV ESD no debe tener ningún problema en su circuito. Los picos de 48 V que se generan durante la inyección de ESD también están bien e incluso son una reacción natural de la distribución de carga eléctrica de ESD sobre el condensador interno de la pistola ESD y el condensador intrínseco de su circuito. Por cierto, de acuerdo con su esquema, tengo las siguientes recomendaciones para usted. Según lo que ha escrito, parte de la corriente ESD encuentra su camino hacia los pines GND, a través de su MCU.

  1. lea "Codiseño de ESD a nivel de sistema" publicado por John Wiley and Sons.
  2. agregue una sección GND dedicada a su placa dedicada a los conectores y dispositivos de protección ESD y conéctela al plano de tierra principal de la tarjeta usando una pequeña abertura (solo para soportar las rutas de retorno del circuito).
  3. Agregue un TVS de protección ESD o un capacitor (10nF 0603) cerca de su conector de línea de alimentación (entre 5V, 0V)
  4. Es necesario un dispositivo de protección ESD para todos los pines de E/S del sistema (incluidos los pines del conector Ethernet RJ45 (usando un dispositivo de protección ESD bidireccional de estado sólido especial)) y su conexión a tierra debe estar separada por un foso o lo que sea del plano de tierra principal de la tarjeta y tienen caminos muy cortos hacia el pin GND del conector.
  5. La caja metálica no debe tener conexión/adjunción con partes del PCB no puestas a tierra.
  6. La tierra correcta debe tener menos de 3 V CA con neutro en la salida de CA, de lo contrario, su tierra no podría cumplir bien con su deber.
  7. Use trazas de "anillo de protección" que tengan conexión directa con el pin de tierra principal del conector y rodee los orificios de los tornillos de la placa con él y arme todos sus bordes con él.
  8. Algunos cambios en el firmware interno de la MCU también son una buena práctica. Por ejemplo, el desarrollador de firmware podría seguir patrones de "limpieza". él/ella podría usar un temporizador de vigilancia e incluso usted podría agregar un temporizador de vigilancia externo a sus esquemas.

Buena suerte.

Separé mi pcb personalizado de la caja de metal pero nada cambió. Porque el ESD entra desde la entrada de energía. Cuando golpeo el punto de tierra común con 2kV, puedo ver un pico en la salida de la fuente de alimentación. Así que agregué una mini pcb entre la salida de la fuente de alimentación y la entrada de alimentación de la pcb. Había un TVS bidireccional (PTVS5V0S1UR) y una resistencia en serie. Pero TVS no hizo su trabajo:/ Cambié los valores de resistencia y probé con inductores que tienen valores diferentes (1uF-100uF) nada cambió:/ Cambié el modelo unidireccional de TVS (SMBJ5,0CA) a modelo bidireccional nada cambió:/ No puedo entender por qué los televisores no sujetan la ESD
Finalmente separé totalmente el poder. Encendí la pcb con la batería y cuando golpeé la caja de metal, mi placa se vio afectada. Llevé mi pcb lejos de la caja de metal y funcionó. Entonces, cuando golpea el ESD, la caja de metal se convierte en antena. Entonces, según tengo entendido, mi chip ethernet se vio afectado por este RF ESD o algo así.
Las cajas metálicas son susceptibles a ESD, pero en su caso, ¡la ESD de 2 kV es anormalmente efectiva en su circuito! Debe haber alguna conexión entre la carcasa y las partes sensibles internas detrás de los dispositivos de protección. cualquier conexión del gabinete con el disipador de calor de la MCU podría ser la raíz. El concepto es este: "Guarde sus partes sensibles de la ruta o rutas de descarga" si la conexión a tierra de los TVS se comparte con la conexión a tierra del procesador sin ninguna atenuación de RF (fosos o lo que sea), tendrá problemas. para la tolerancia a ESD, podría pensar que es una señal de 300 MHz ~ 500 MHz y un diseño basado en ella.
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