计算机的静电放电对策.htm

该资料时关于EMC的相关问题

<div align=center>

<table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width="100%" style='width:100.0%;
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 <tr>
  <td style='background:#FFE6D2;padding:0cm 0cm 0cm 0cm'>
  <p class=MsoNormal style='line-height:14.0pt'><span style='font-size:9.0pt;
  font-family:宋体;mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:
  "Times New Roman"'>　</span><span style='font-size:9.0pt'> <span lang=EN-US><o:p></o:p></span></span></p>
  <div align=center>
  <table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width="90%" bgcolor="#ffffdf"
   style='width:90.0%;mso-cellspacing:0cm;background:#FFFFDF;border:outset green .75pt;
   mso-padding-alt:0cm 0cm 0cm 0cm'>
   <tr>
    <td width="100%" style='width:100.0%;border:inset green .75pt;padding:0cm 0cm 0cm 0cm'>
    <p class=MsoNormal style='line-height:14.0pt'><span lang=EN-US
    style='font-size:9.0pt'><br>
    </span><span style='font-size:9.0pt;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:
    "Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>　　近年来，计算机迅速普及，使用的环境也越来越多样化。其中，当计算机与带静电的人体接触时，静电放电导致计算机损坏或误动作的机会也大大增加。本文介绍一些防止静电危害的方法和实例。</span><span
    lang=EN-US style='font-size:9.0pt'><br>
    </span><span style='font-size:9.0pt;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:
    "Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>　　造成集成电路损坏的静电放电浪涌一般通过接口连接器进入设备。因此，为了防止器件的损坏，一般在接口处安装浪涌吸收器件。通常使用的器件有齐纳二极管和压敏电阻。压敏电阻是一种阻值随两端电压变化的器件。普通状态下，内部阻值非常高，但是当两端施加高电压时，阻值急剧减小。因此，当压敏电阻上施加了浪涌电压时，它就与地导通，为浪涌能量的泄放提供一条通路。下面通过实例介绍防止静电放电危害的措施。</span><span
    lang=EN-US style='font-size:9.0pt'><br>
    <br>
    </span><span style='font-size:9.0pt;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:
    "Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>现象：</span><span
    lang=EN-US style='font-size:9.0pt'><br>
    </span><span style='font-size:9.0pt;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:
    "Times New Roman";mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>　　这个例子中，在计算机的壳体上做静电放电试验；当放电电压达到</span><span
    lang=EN-US style='font-size:9.0pt'>6kV</span><span style='font-size:9.0pt;
    font-family:宋体;mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:
    "Times New Roman"'>时，计算机开始出现误动作。现象是：计算机运行文字处理程序时，做静电放电，就出现与按下</span><span
    lang=EN-US style='font-size:9.0pt'>“ESC”</span><span style='font-size:9.0pt;
    font-family:宋体;mso-ascii-font-family:"Times New Roman";mso-hansi-font-family:
    "Times New Roman"'>键相同的结果，图</span><span lang=EN-US style='font-size:9.0pt'>1</span><span
    style='font-size:9.0pt;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:"Times New Roman";
    mso-hansi-font-family:"Times New Roman"'>。</span><span style='font-size:
    9.0pt'> <span lang=EN-US><o:p></o:p></span></span></p>
    <p align=center style='text-align:center'><span lang=EN-US><!--[if gte vml 1]><v:shape
     id="_x0000_i1026" type="#_x0000_t75" alt="" style='width:225pt;height:131.25pt'>
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    </v:shape><![endif]--><![if !vml]><img width=300 height=175
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    tppabs="http://www.emcdoc.com.cn/ebook/no4/imgs/d_T1.jpg" v:shapes="_x0000_i1026"><![endif]><br>
    图1 静电放电产生的误动作<o:p></o:p></span></p>
    <p><span lang=EN-US><br>
    原因分析：<br>
    　　首先，分析键盘工作的原理，分析的结果表明，键盘在以下两种情况下会发出“ESC”信号：<br>
    　　　1. 按下“ESC”键；<br>
    　　　2. 收到主机发来的复位信号；<br>
    　　由此，可以推测误动作的原因可能有以下3种情况：<br>
    　　　1. 键盘向主机发送的信号发生变化，并且变成“ESC”的信号；<br>
    　　　2. 从主机发出了相当于复位的信号，键盘收到后，发出‘ ESC“信号；<br>
    　　　3. 键盘内的控制电路误认为“ESC”键被按下；<br>
    　　下一步，为了进一步确认原因，在施加静电放电时，测量各个位置对水平耦合板（假设的地）的电位，图2。结果表明，主机机箱的后面接收静电放电的部位和键盘接口部位电位几乎相同，而键盘与主机机箱之间的电位不同。由于这个电位差的存在，键盘接口与键盘地之间会有短暂电流流过。<o:p></o:p></span></p>
    <p align=center style='text-align:center'><span lang=EN-US><!--[if gte vml 1]><v:shape
     id="_x0000_i1027" type="#_x0000_t75" alt="" style='width:225pt;height:219.75pt'>
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    图2 静电放电导致各位置的电位变化<o:p></o:p></span></p>
    <p>　　为了确认这个短暂电流是否成为误动作的原因，在主机与键盘之间的电缆上套上一个铁氧体磁环，以抑制这个电流，看误动作是否有所改善，图<span
    lang=EN-US>3。结果是：没有铁氧体时，当静电放电电压达到5kV时会发生误动作，而加了铁氧体后，8kV才出现误动作。因此，可以判断这个短暂电流是造成误动作的原因。因此，可以确定，造成误动作的原因不是上面假设的原因3。<o:p></o:p></span></p>
    <p align=center style='text-align:center'><span lang=EN-US><!--[if gte vml 1]><v:shape
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    图3 短暂电流影响的确认<o:p></o:p></span></p>
    <p>　　为了进一步造成误动作原因是<span lang=EN-US>1还是2，将键盘控制电路的复位输入端连接到高电平，比较出现误动作时的电压，图4。通过将键盘复位输入固定在高电平，使电路无法接收复位信号，结果误动作不再发生。由此可以知道，误动作是由于键盘控制电路将短暂电流产生的电压误认为复位信号而产生的。因此，造成误动作的原因是上面假设的原因2。<o:p></o:p></span></p>
    <p align=center style='text-align:center'><span lang=EN-US><!--[if gte vml 1]><v:shape
     id="_x0000_i1029" type="#_x0000_t75" alt="" style='width:225pt;height:260.25pt'>
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    图4 复位端影响的确认<o:p></o:p></span></p>
    <p>　总结以上的调查结果，误动作的机理如下：<span lang=EN-US><br>
    　　　1. 由于静电放电的发生，主机与键盘之间产生电位差<br>
    　　　2. 在这个电位差的作用下，主机的地与键盘的地之间形成了短暂电流<br>
    　　　3. 由于电流的存在，键盘控制电路的复位端电位变化，控制器误认为收到了复位信号，发出“ESC”信号。<br>
    <br>
    　措施原理：<br>
    　　基于以上的机理，解决误动作的措施原理如下：<br>
    　　　1. 减小地电位差：在键盘内部加一块金属，并将其与信号地和机壳连接起来。这样可以减小与主机之间的电位差，减小短暂电流。<br>
    　　　2. 限制短暂电流：在电缆的连接处使用干扰抑制器件，以减小短暂电流。从而限制控制电路复位端上的电压。<br>
    <br>
    　措施实施：<br>
    　　首先，按照第一个原理，在键盘的内部加一块金属板，并将它与键盘的外壳地和信号地连接起来，图5。结果使发生误动作时的电压从5kV提高到8kV。虽然这个措施很有效，但这不仅会增加成本，而且使键盘的重量增加，不是很实用。下面，按照第二个原理可以有3个措施。<br>
    　　1. 分离地线：键盘与主机之间的电缆是屏蔽电缆，其屏蔽层与外壳地相连，这可能成为短暂电流流入的原因，因此将电缆屏蔽层与外壳地分离。另外，为了改善地线，在键盘一侧将外壳地与信号地连接起来，图6。结果是，当实验电压为负极性浪涌时，抗扰度提高了1kV。<o:p></o:p></span></p>
    <p align=center style='text-align:center'><span lang=EN-US><!--[if gte vml 1]><v:shape
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    图5 地线改善<o:p></o:p></span></p>
    <p align=center style='text-align:center'><span lang=EN-US><!--[if gte vml 1]><v:shape
     id="_x0000_i1031" type="#_x0000_t75" alt="" style='width:225pt;height:90.75pt'>
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    图6 地线分离<o:p></o:p></span></p>
    <p>　　<span lang=EN-US>2. 在键盘的电源线上增加滤波器，图7。这里使用了类似于穿心电容的三端电容，能够获得非常好的高频滤波效果。这一点很重要，因为静电放电浪涌的上升部分含有丰富的高次谐波，必须采取高频滤波措施。这个措施的结果使对正极性的浪涌抗扰度提高了1kV。<o:p></o:p></span></p>
    <p align=center style='text-align:center'><span lang=EN-US><!--[if gte vml 1]><v:shape
     id="_x0000_i1032" type="#_x0000_t75" alt="" style='width:225pt;height:99pt'>
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    图7 电源线滤波<o:p></o:p></span></p>
    <p><span lang=EN-US><br>
    　　3. 在键盘控制电路的复位输入端插入共模扼流圈，图8。要注意共模扼流圈的绕制方法，以保证高频具有较好的滤波特性。通过使用共模扼流圈，使对正、负极性浪涌的抗扰度都达到了8kV以上。<o:p></o:p></span></p>
    <p align=right style='text-align:right'>　<span lang=EN-US><o:p></o:p></span></p>
    </td>
   </tr>
  </table>
  </div>
  <p class=MsoNormal align=center style='text-align:center;line-height:14.0pt'><span
  lang=EN-US style='font-size:9.0pt;display:none;mso-hide:all'><![if !supportEmptyParas]>&nbsp;<![endif]><o:p></o:p></span></p>
  <div align=center>
  <table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 width="90%" style='width:90.0%;
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   <tr style='height:22.5pt'>
    <td width="100%" style='width:100.0%;padding:0cm 0cm 0cm 0cm;height:22.5pt'>
    <p class=MsoNormal style='line-height:14.0pt'><![if !supportEmptyParas]>&nbsp;<![endif]><span
    lang=EN-US style='font-size:9.0pt;font-family:宋体'><o:p></o:p></span></p>
    </td>
   </tr>
   <tr>
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    <p class=MsoNormal style='line-height:14.0pt'><![if !supportEmptyParas]>&nbsp;<![endif]><span
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    </td>
   </tr>
  </table>
  </div>
  <p class=MsoNormal style='line-height:14.0pt'><span lang=EN-US
  style='font-size:9.0pt;font-family:宋体'><o:p></o:p></span></p>
  </td>
 </tr>
</table>

</div>

<p class=MsoNormal><span lang=EN-US><![if !supportEmptyParas]>&nbsp;<![endif]><o:p></o:p></span></p>

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