Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik ESD Schutzbeschaltung


von Christina (Gast)


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Ist eine ESD Schutzbeschaltung an einer Platine die ohne Gehäuse 
betrieben wird sinnvoll? Denn ich bin gerade am Zweifeln ob das dann 
nicht völlig nutzlos ist, wenn die Platine auch sonstwo einen el. Schlag 
abbekommen kann.

LG Christina

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von Joe F. (easylife)


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Die Frage ist für meinen Geschmack zu allgemein gehalten.

von Christina (Gast)


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Dioden an den Eingängen vom USB, RJ11 und microSD war mein Plan.

von Joe F. (easylife)


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Christina schrieb:
> Dioden an den Eingängen vom USB, RJ11 und microSD war mein Plan.

Nie verkehrt.

Vielleicht erläuterst du mal, was diese Platine machen soll, und warum 
du sie ohne Gehäuse betreiben willst (das ist vermutlich die eigentlich 
schlechte Idee...)

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von Christina (Gast)


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Es sollen Mikrophone drauf und da hab ich mit Gehäusen schlechte 
Erfahrungen hinsichtlich der Tonqualität gemacht.

von Joe F. (easylife)


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Naja, solange es sich um einen Prototypen für den Labor- oder 
Heimgebrauch handelt, kann man auf ein Gehäuse natürlich verzichten, 
entsprechend vorsichtiges Handling vorausgesetzt.

ESD Schutz dann ganz wegzulassen ist natürlich falsch. Es erhöht das 
Risiko eines Schadens unnötig. Im Gegenteil: sinnvoll wäre zusätzlicher 
ESD Schutz auf der Platine, um z.B. Powerplanes und -traces gegen 
Überspannung abzusichern.

Für kommerzielle Produkte ist ein Gehäuse natürlich unumgänglich, bei 
Mikrofonen ist das eine Wissenschaft für sich (schalldurchlässige 
Öffnungen durch entsprechende Drahtgeflechte zu schützen und dabei die 
Akkustik möglichst wenig zu stören)...

: Bearbeitet durch User
von Christina (Gast)


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> ESD Schutz auf der Platine, um z.B. Powerplanes und -traces gegen
> Überspannung abzusichern.

Also quasi vor den Eingängen der Chips? Mir ist das immer ein Rätsel wo 
denn der Strom dann hin soll wenn die Platine nicht im Betrieb ist.

von Christina (Gast)


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Danke dir schon mal Joe, ich muss nur leider jetzt zum Sport. Werde 
wieder schreiben wenn ich zurück bin.

LG Christina

von H-G S. (haenschen)


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Christina schrieb:
> Also quasi vor den Eingängen der Chips? Mir ist das immer ein Rätsel wo
> denn der Strom dann hin soll wenn die Platine nicht im Betrieb ist.

Der Strom wird über die Schutzvorrichtung geleitet, bildet also da einen 
Stromkreis mit dem Ziel der Entladung (oder so  :-)  ). Der ESD-Funke 
wird wohl kapazitiv auf etwas zielen und eine Diode zB. leitet seinen 
Strom nach GND der Schaltung.

Mir ist übrigens auch nicht ganz klar wieso ein starker Impuls direkt 
nach GND keinen Schaden an den Bauteilen verursacht... immerhin könnte 
da eine Spannungsdifferenz gegen Vcc dieser Bauteile entstehen.

von R. R. (elec-lisper)


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Was für Dioden und wo sollte man eigentlich unterbringen?
Hab da spezielle TVS-Dioden gesehen, gibts da was zu beachten?
Gibt es da semi-"standard"-Bauteile die man dafür im Sortiment haben 
sollte?
Reicht eine 1N4148 oder braucht man eine mit geringerer 
Breakdown-Voltage?

von Joe F. (easylife)


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H-G S. schrieb:
> Mir ist übrigens auch nicht ganz klar wieso ein starker Impuls direkt
> nach GND keinen Schaden an den Bauteilen verursacht... immerhin könnte
> da eine Spannungsdifferenz gegen Vcc dieser Bauteile entstehen.

Abhilfe: TVS Diode zwischen VCC und GND, die verhindert, dass die 
Spannung am Versorgungspin (in Bezug auf GND) unzulässig hoch oder 
negativ wird. ;-)

: Bearbeitet durch User
von Christina (Gast)


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Kann man sich das dann etwa so vorstellen, dass meine 5 V Schaltung dann 
auf der 5 V Leitung sage 100 V hat und auf GND 95 V bis sich die 
Spannung verflogen hat?

von R. R. (elec-lisper)


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Christina schrieb:
> Kann man sich das dann etwa so vorstellen, dass meine 5 V Schaltung dann
> auf der 5 V Leitung sage 100 V hat und auf GND 95 V bis sich die
> Spannung verflogen hat?

Denke schon, es ist ja der Strom der die Bauteile zerstört, bzw.
die Leistung die über ihnen verbrannt wird. Dein GND kann gerne 10kV
sein, da sollte nix kaputt gehen wenn VCC auf 10005V ist. Das Problem
ist dann eher, wenn ein anderer Pin dann bei relativen 0V ist.

von Christina (Gast)


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Danke für Eure Antworten, damit sind meine Fragen soweit geklärt und 
meine Kenntnisse über Dioden auch erweitert.

LG Christina

von MussSchneeschippen (Gast)


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Die Spannung ist schon hoch beim ESD. Allerdings steckt da so gut wie 
keine Leistung hinter da die Pulse im Nanosekundenbereich liegen. Es 
sind meist Feldeffekte durch die sehr sehr kleine Anstiegszeit des 
Pulses die die Zerstoerung verursachen.

von Clemens L. (c_l)


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H-G S. schrieb:
> Mir ist übrigens auch nicht ganz klar wieso ein starker Impuls direkt
> nach GND keinen Schaden an den Bauteilen verursacht... immerhin könnte
> da eine Spannungsdifferenz gegen Vcc dieser Bauteile entstehen.

Es wird angenommen, dass die Stromversorgung stark genug ist, um keine 
solche Differenz entstehen zu lassen.

Im Idealfall werden die Störungen direkt zum Netzteil geleitet, ohne 
zwischendurch an einem Bauteil vorbeizukommen. (Gehäuse statt 
Signal-GND)

von Wühlhase (Gast)


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Christina schrieb:
> Kann man sich das dann etwa so vorstellen, dass meine 5 V Schaltung dann
> auf der 5 V Leitung sage 100 V hat und auf GND 95 V bis sich die
> Spannung verflogen hat?

Spannung liegt immer zwischen zwei Punkten an. Wenn an der GND- oder 
Versorgugnsleitung 100V anliegen ist immer die Frage in Bezug zu was die 
100V zu betrachten sind. TVS-Dioden sorgen dafür, daß die Spannung z.B. 
zwischen Vcc und Gnd oder Gnd und Bussignal einen bestimmten Wert nicht 
überschreitet.

Stell dir eine Kapazität (als Bauteil einen Kondensator) zwischen den 
Anschlüssen vor. Wird dieser Kondensator auf eine hohe Spannung 
aufgeladen, entlädt die TVS-Diode diesen wieder.

Übrigens: Die Wahrnehmungsschwelle für elektrostatische Ladung liegt bei 
etwa 2000-4000V. Du kannst also von dir völlig unbemerkt auf eine 
Spannung von z.B. 300V gegenüber deiner Schaltung geladen sein. Was dann 
mit einem IC, der nur 3,3V frißt, passiert, kannst du dir selber 
vorstellen.

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