ESD-skyddsdioder och säkringar, hur placerar man dem bäst?

[Syntetisk]

Jag har en pryl som matas från ett externt kraftaggregat via en kontakt. Denna kontakt är egentligen den enda galvaniska kopplingen som finns med omvärlden. Jag tänkte sätta en ESD-skyddsdiod (Epcos Ceradiode eller motsvarande, eller kanske en varistor istf en diod) på denna, och har lite funderingar på var den bäst placeras. Efter matningskontakten har jag en säkring. Jorden i matningskontakten är direkt kopplad till min systemjord.

(Mest irrelevant info: Efter säkringen har jag en vanlig likriktardiod, backspänd mellan matning och jord, samt en zenerdiod som klipper vid ca 15 V (normal spänning ska inte vara högre än omkring 13 V), syftet med den är att bränna säkringen innan man bränner komponenterna om det kommer för hög spänning in.)


Som jag ser det finns det två sätt för mig att placera en ESD-skyddsdiod, med både för- och nackdelar:
[*]Direkt mellan matningskontaktens till- och frånledare, dvs innan säkringen. Nackdel: Om denna diod bränns, t ex pga för hög matningsspänning eller extremt elak ESD-misshandel, är det oklart (komponentberoende) om den kommer fungera som ett avbrott (dvs inget ESD-skydd alls) eller som en kortslutning (i vilket fall säkringen inte fyller någon funktion alls, och det finns plötsligt risk för brand). Överspänningsskyddet är ju helt borta dessutom. Fördel: För rena ESD-pulser är detta den klart bästa placeringen, eftersom man slipper gå genom den induktans som säkringen samt säkringens sockel utgör (och isåfall har man väldigt lite kontroll över vart ESD-pulsen kan tänkas hoppa).
[*]Direkt efter säkringen, mellan den säkrade matningsledningen och jord. Nackdel: Sämre ESD-skydd. Känsliga komponenter kan förstöras. Fördel: "Ingen" brandfara.



Nå, vad säger ni? Vilket är bäst? Jag har placerat den efter säkringen just nu, men känner mig inte helt övertygad om att det är det bästa.

Det kanske finns ESD-skyddskomponenter med integrerade säkringar (helst då någon variant som enkelt kan kontrolleras, så man slipper ta ut komponenter för att kolla om ESD-skyddet fortfarande finns kvar)? Några tips på komponenter isåfall?

[eqlazer]

Vilka inspänningar rör det sig om? Vilka transienter vill du kunna överleva?
Finns det risk för polvändning? Då går det tex inte med bara en enkel ESD-skyddsdiod.

En variant kan vara någon open mode-kondensator.

[Swech]

Du bör ha den efter säkringen. Tranziler brukar gå till kortslutning om de överbelastas.
Sämre ESD skydd.. tja, kanske för säkringen men knappast för elektroniken.
Resonerar du så får du sätta ESD skyddet först i proppskåpet för där är ju också en säkring..

Swech

[limpan4all]

Alla skydd skall sitta så nära det som skall skyddas som möjligt.
Sen så brukar man ha flera "lager" av skydd som delvis gör olika jobb.
Utifrån sett, gnistgap, varistor, genomföringskondensatorer, sen halvledarskydd typ tranzorb mm.
Men du har helt rätt i att man måste definera vad man är "rädd" för.
Så i ditt fal skulle jag sätta den efter säkringen.

[Syntetisk]

Tack för synpunkterna.

I mitt fall förväntar jag mig inte någon annan inspänning än en fast +12VDC (men jo, jag har träffat på Murphy förut). Jag tänkte i första hand ESD-skydda mig för uppladdat folk som fingrar på matningskontakten, och i viss mån någon avstängningstransient från det externa kragget (som jag inte har någon kontroll över) om man bryter strömmen på kraggets primärsida.

Så jag låter ESD-skyddsdioden sitta kvar efter säkringen (som inte är av det supersnabba slaget, så en avstängningstransient borde inte trigga den).

eqlazer: Det sitter en backspänd diod efteråt, så den kommer rätt snabbt dra säkringen. (Den ESD-skyddsdiod jag har tittat på är dubbelriktad med en brytspänning på ca 20 V.) Har inte analyserat några krav på hur stora transienterna kan vara.

Swech: Det jag tänkte på var att den högspända pulsen kan hoppa mellan ledare, och vara oartig nog att inte följa mitt kretsschema, om induktansen är för hög genom säkringen. Klart det hade varit trevligt att kunna ESD-säkra i proppskåpet, men där har jag ingen kontroll.

limpan4all: Jo, det var så jag tänkte också. Som en parentes kan jag säga att jag har petat i en flyggodkänd produkt med genomföringsfilter, därefter blixtskydd. Elektroniken klarade sig i princip alltid efter blixtnedslag, däremot måste genomföringsfiltrena bytas. Att inte designen gjordes om i det fallet berodde på det extrema pappersarbetet med flyggodkända produkter, och att det var en sån lågvolymprodukt att det inte hade lönat sig.

[limpan4all]

Om det "bara" är eventuella ESD skador du är rädd för så kan du egentligen bara öka och ändra på avkopplingskondensatorerna.
En liten drossel innan eller bara en ferrit i vardera matningsspänningsledarna räcker för att minska flankhastigheterna rejält och då minskar du samtidigt även den utstrålade ledningsbundna strålningen Ett L2C filter, det optimala är en strömkompenserad drossel plus in och utkondensatorer på ca 100nF.
I 99 fall av hundra så räcker det med en 100nF kondensator för att skydda en CPU pinne mot en direkt ESD kyss.