1
靜電放電(ESD)會產(chǎn)生靜電場效應,電荷注入效應和靜電放電電流產(chǎn)生的場效應,這在第四章已論述過。正確地布置系統(tǒng)電纜和進行屏蔽設計可有助于解決這三種效應帶來的問題。本章中將討論如何處理系統(tǒng)電纜來解決靜電放電問題。
在討論系統(tǒng)電纜的處理時,為方便起見,將第四章中所提出的三種靜電放電效應重新整理成以下兩條效應:
* 輻射噪聲效應
* 傳導噪聲效應
輻射噪聲包括泄放電流產(chǎn)生的靜磁場,電場和磁場。傳導噪聲包括直接的電荷注入以及電場和磁場感應的電流。當然,在實際情況下,這些效應并不是彼此獨立存在的。但為了簡化討論,我們分別考慮每一種效應。
首先討論電纜的屏蔽或衰減及傳導問題,20kV的電壓在空氣中的放電距離可達2cm。所以,為了防止電荷注入到電子線路中,設計人員可以采取以下三種措施:
A) 設計設備時,采取措施使操作員不能到達距離電子線路2cm之內(nèi)內(nèi),或接觸與電子線路相距2cm以內(nèi)的未接地金屬物件;
B) 將所有電子電路用比空氣更好的絕緣物質(zhì)進行絕緣處理;
C) 提供一個除了電子線路以外的另一個電荷注入對象。
上述措施1與2將在第六章中著重討論,因為這與屏蔽機箱的設計聯(lián)系很緊密。而措施3主要取決于系統(tǒng)電纜的設計。如第二章所述,靜電放電對象必須有一條到地的路徑以消除靜電場。
到地的路徑必須保持低阻抗。否則,可能有電弧通過電子線路形成的更低阻抗的通路。為了獲得低阻抗路徑,最重要的是必須保證系統(tǒng)電纜的阻抗較低。對于多數(shù)系統(tǒng),電纜線阻抗相當?shù),不過高頻時由于趨膚效應,阻抗會有所增加。可加大電纜芯線的表面積來緩解這一問題(這將在以下電纜屏蔽的講述中進一步討論)。
引起電纜阻抗增加的另一個原因是連接點處的接觸阻抗。連接點處的的銹蝕可以產(chǎn)生與趨膚效應差不多的阻抗作用,為了防止銹蝕并使電纜的阻抗較低應考慮以下幾個準則:
A) 彼此接觸的物體應在電化學序列上相容
在潮濕的環(huán)境中,電勢不同的金屬物體間會發(fā)生電化學腐蝕,其程度取決于接觸物件的電勢差的大小。電勢差越大,腐蝕就越嚴重。表1給出了部分電化學序列表,應當注意的是,每一項中所列的電動勢有時可能會發(fā)生變化。例如,鈹銅有時可與鋁配合使用。
根據(jù)環(huán)境的不同,可允許電動勢有較大的波動,在惡劣的海洋環(huán)境中,允許的電勢差不應超過0.25V。一般情況下,除了與鋁搭接外,電勢差保持在0.75V以下是沒以問題的。例如,鍍鋅鋼板機殼很容易用黃銅接線片與銅接地導線相連。
表1 電化學序列表
