ESD skydd

[crize]

Håller på och konstruerar strömförsörjningsdelen till ett batterimatat projekt där det finns mycket hårda krav på batteritid. För att få skydd mot omvänd polaritet hittade jag lösningen nedan med en n-kanals MOSFET. Misstänker att man nu kan få problem med ESD när man byter batteri eftersom två av transistorns anslutningar nu kommer att vara tillgängliga utifrån. Skulle behöva lite tips om hur man kan designa ett enkelt ESD skydd. Har läst att TVS dioder skulle kunna användas men förstår inte riktigt vilken typ som ska användas samt hur denna isåfall ska kopplas. Den ska givetvis inte heller gå sönder vid omvänd polaritet.



Batterispänning: 1 till 3 V

MOSFET:
DMN2075U-7

MOSFET data:
Drain to Source Voltage (Vdss) 20V
Gate-Source Voltage: 8v
Vgs(th) (Max) @ Id 1V @ 250µA
Drain-Source Breakdown Voltage: 20V

[prototypen]

Finns det något annat elektriskt ledande man kan komma åt samtidigt som batteribyte sker? ESD som all annan ström måste gå GENOM något för att få verkan.

När du nämner 3 V det är inte så att det är knappceller, de går ju inte vända fel utan våld.
Titta på dina kretsar och se om de tål fel polaritet på drivspänningen så kanske polaritets skyddet inte behövs.

En hyffsat fet kondensator tvärs batteriet kan ta upp en del av ESD energin vid batteribytet.

Protte

[crize]

Det finns inget annat som är ledande som går att komma åt. Batteriet kommer vara två seriekopplade alkaliska 1.5V batterier av lämplig storlek, ej knappceller.

Absolute maximum rating för kretsarna är omvänd polaritet på max -0.3V.

Kan en kondensator över batteriet verkligen ge ett fullgott ESD skydd?

[TomasL]

Ett par kondingar över transistorns ingångar, typ 1n//10n//100n och mot jord samt en dubbelriktad transil mellan ingångarna och till jord samt ev seriemotstånd.

[crize]

Är transil ett annat ord för TVS-diod?

Har jag fått till det rätt i schemat nedan eller är den högra TVS:en överflödig?

[TomasL]

Ser bra ut.

[prototypen]

D2 ser onödig ut.

Protte

[TomasL]

Å andra sidan så skadar den ju inte.

[prototypen]

Nu är du ju inne på ett backspänningsskydd men jag hittade en annan lösning i Apples trådlösa mus, pluspolen måste in i ett hål för att göra kontakt, vänder man fel så går ju inte tjockänden ner i hålet.

Protte

[MiaM]

Räcker det inte bara med en schottkydiod som kortsluter felpolarisering, eller måste skyddet också skydda batterier och inte bara kretsen? Blir spännignsfallet för stort för att klara att skydda kretsarna vid max ström vid kortslutning av två fräscha alkaliska batterier? (Jag inser faran med felvända NiCd-batterier, kortsluter man även vanliga R6-celler av NiCd-typ så kan man lätt få 10A...)

[crize]

Att använda en batterihållare som mekaniskt inte tillåter att man sätter batteriet fel är en bra idé, men jag skulle gärna vilja ha polaritetsskyddet direkt på kretskortet.

Jag har tidigare förkastat idén med schottkydiod - om jag inte minns fel tror jag det var läckströmmen som blir för stor.

Verkar som det blir TomasL lösningen om ingen annan har något annat förslag. Någon mer som anser att D2 är överflödig?

[Icecap]

Om det kommer någon puls så långt som till D2 är det ändå puls i herrstorlek som rensar ordentligt, alltså är D2 överflödig.

Sedan ser jag inte vitsen med så många kondensatorer på ingången, 1 st 100nF borde räcka långt.

[gkar]

Finns det något annat elektriskt ledande man kan komma åt samtidigt som batteribyte sker? ESD som all annan ström måste gå GENOM något för att få verkan.
Protte

Nja, du överför laddning. Du behöver ingen DC retur, eftersom du inte överför DC, eftersom allting är kopplat till allting kapacitivt kommer det att gå en ström.
Så, ja, du kan skjuta sönder saker om du skjuter i den ena batteripolen med med ett antal kV.

En kondensator brukar vara en bra ide, tänk dock på att den skall tåla lite spänning, lite beroende på hur stor kapacitans den har och vilken ESD puls du skall klara.

[TomasL]

Om det kommer någon puls så långt som till D2 är det ändå puls i herrstorlek som rensar ordentligt, alltså är D2 överflödig.

Sedan ser jag inte vitsen med så många kondensatorer på ingången, 1 st 100nF borde räcka långt.

Olika stora kondingar har olika impedans vid olika snabba transienter, den minsta tar de snabbaste transienterna osv.

[Icecap]

Nja... det viktigaste är faktisk att man drar ledarna rätt enl. den ganska långa artikel jag läste i EoN för ett tag sedan.

I denna sammanhang behövs bara en keramisk kondensator men ledarna ska vara dragit rätt för att den ska fungera rätt. Batterianslutningen ska direkt till den kondensator. Därefter ska de gå direkt till D1 och "på andra sidan" av den kan man "sprida runt" dessa som man vill.

Det ville även vara en bra idé att ha någon form av induktans mellan batteriet och kondensatorn, det kan fint räcka med att ledaren på kretskortet är lite snirklig.