请教一下画PCB板时ESD保护的spark gap的一些问题

这个过孔是用来增加爬电距离的.

有些时候放电GAP之间的爬电距离不够,所以就加了一个过孔.

谢谢二楼的兄弟,这个问题我在很多论坛里发过帖子,只有你一个回复了.终于有点了解了.

我对“爬电距离”没什么概念,网上搜到的定义是这样的:沿绝缘表面测得的两个导电部件之间或导电部件与器具的边界之间的最短路径.对爬电距离还没有什么感性认识.还有些问题想请教你.

1,爬电距离会不会对防ESD效果有影响?它还对什么有影响?

2,如果爬电距离不够,会导致什么效果?

3,在spark gap的等腰三角形内放置过孔,这些过孔是怎么增加爬电距离的?这一点我还是有点不理解.

万望大侠不吝赐教.

回复如下:

1、爬电距离当然对ESD效果有影响.实际上,对spark gap来说,其最终距离就是ESD效果、正常工作要求以及爬电距离的要求之间的平衡点.
爬电距离是安规上的要求.对于具体的机型(确定标准、输入、输出电压、工作电压、绝缘类型)来说,爬电距离的数值是确定的.

2、如果爬电距离不够,安规会不过.(明显的现象:打高压时,会跳火)

3、爬电距离是依据绝缘“表面”来计算的.如果设置了过孔,原先的直线变成了曲线,自然就增加了距离.

1,就ESD的效果来说,spark gap的间距(这应该叫电气间隙吧)越小,空气击穿电压越低,ESD效果应该会越好.当然击穿电压应该比正常工作电压低得多,保证能正常工作.对于爬电距离的要求还是不是很了解.爬电距离怎么在ESD效果和正常工作的要求之间折中?

2,不知道你说的“打高压时会跳火”和spark gap空气击穿放电是不是同一个意思?如果不是,那跳火是什么意思?那打高压时哪个会更容易发生?

3,如下图.我的想法是这样的,pad3被包在铜皮之内,所以不算在爬电距离里面.或者下图的爬电距离是怎么样的?
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/45/1157341381.jpg');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

1、“爬电距离怎么在ESD效果和正常工作的要求之间折中”,不是说的这个意思.是说Spark gap应该同时遵循ESD效果和正常工作的要求以及爬电距离的要求.

2、实质上,“高压跳火”和“spark gap空气击穿放电”的实质是一样的,都是空气介质被击穿,只是两个测试的目的不一样,测试的位置也不一样.

3、爬电距离是安规的概念.下图“SIG”与“GND”的爬电距离同时就是“SPARK GAP”间的最短距离.

首先,这个过孔不是起增加爬电距离的作用.因为过孔本身四周都是金属,不可能起到增加爬电距离的作用,再说,此处你的SIG与地之间根本就不需要爬什么安全距离,其本身距离10mil才等于0.254mm,只是提供正常工作需要的距离.

我猜想你这个地线是不是多层的?如果是,那么这个过孔只是把在放电尖端处的几层地短接起来,以利于更加良好的放电.

晕...

没注意过孔的位置,差点误导别人了.

网博兄说得对.

网博的话让我茅塞顿开了,我比较认同这个说法.PCB板的确是多层的,但是那个过孔下面有没有中间层的地线,我无法确认.但我想应该是有的.但这里又派生出几个相关的问题:

1,对于ESD的频带来说,过孔的分布电感和分布电容的影响很明显.所以我一般不敢在ESD电流泄放路径上随便放过孔.不知道这个过孔的分布电容电感会不会影响到ESD的效果?

2,在直角三角形的内部放置这样的过孔会减少从最尖端到过孔下方的地线的有效宽度,这样应该是不利的.我的意思是它为什么不把过孔放在直角三角形的外面?这样就不会有有效宽度减少的问题.但我确认了一下电路板,的确如图所示,过孔至少有一半是在三角形里面.

针对你提的问题,我的意见如下,
1\在此处,如果你的地线是多层的,那么,此处的过孔就只会减少地线的分布电感和分布电容,所以才会有利于静电的泄放.你想一想你的地线伸那么长,如果不在放电尖端处短接,地线的分布电感和电容都会很大的.

2\具体过孔的位置,我觉得是原设计者也只是一个模拟量的定位,而不是根据什么原理算出来的准确定位.但实际那个过孔很小,而且它里面也都是金属,所以对减少放电尖端的面积影响很小.但放太远的话,效果也不不好,所以,你说的稍微往外移动一点我觉得也没什么不可以的,关键还是要通过测试或实践来检验效果.实际上电子设计上关键问题不是原理的应用,而是非常细小的问题通过实践来不断优化和完善,这些东西在书本的原理上是学不到的.

讲得很好,长见识了