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在某些情況下，ESD（靜電放電）事件會(huì)毀壞數(shù)字電路，造成閂鎖效應(yīng)。例如，受到 ESD 觸發(fā)時(shí)，通常構(gòu)成 CMOS 器件中一部分的寄生晶體管會(huì)表現(xiàn)為一個(gè) SCR（可控硅整流器）。一旦 ESD 觸發(fā)， SCR 會(huì)在 CMOS 器件的兩部分之間形成一個(gè)低阻通道，并嚴(yán)重導(dǎo)電。除非立即切斷電路的電源，否則器件就會(huì)被損壞。人體交互產(chǎn)生的 ESD 是手機(jī)和醫(yī)療設(shè)備中遇到的大問(wèn)題。為了有足夠的 ESD 防護(hù)，多數(shù)醫(yī)療設(shè)備和工業(yè)設(shè)備都需要為 ESD 電流設(shè)置一個(gè)接地回路。而在實(shí)際生活中，移動(dòng)設(shè)備可以對(duì)付沒(méi)有合適的電源接地引出線的使用環(huán)境。
為了在沒(méi)有 ESD接地的情況下也能防止昂貴的設(shè)備遭受閂鎖故障，可以增加一個(gè)如圖顯示的電源斷路電路，防止由ESD引起的閂鎖而造成的損害。正常情況下，易受ESD影響的器件所吸收的電流會(huì)在電阻器R6上產(chǎn)生一個(gè)小壓降。R4和R5構(gòu)成的電壓分壓器規(guī)定了一個(gè)光隔離器IC1 LED端口的復(fù)位電流閾值，在正常工作電流消耗下，LED是不亮的。
IC1的輸出控制著加在MOSFET Q1上的柵極偏置，Q1通常是導(dǎo)通的。當(dāng)出現(xiàn)閂鎖時(shí)，電源電流會(huì)快速增大一至多個(gè)數(shù)量級(jí)。R6上產(chǎn)生的高電壓降正向偏置IC1的LED ，于是 IC1的光電晶體管導(dǎo)通，從而關(guān)斷Q1，直流電源向受 ESD 影響器件的供電被中斷數(shù)毫秒。另外，系統(tǒng)的固件設(shè)計(jì)必須能夠達(dá)到允許從電源中斷狀態(tài)自動(dòng)恢復(fù)。
圖1 系統(tǒng)原理圖
下式描述了復(fù)位電流閾值與R4和R5值之間的關(guān)系：
(R4+R5)/R4=(IT×R6)/VLED，其中：IT≥(VLED)/R6，而 VCC>VLED。
由ESD導(dǎo)致的故障閾值電流IT大于或等于光隔離LED的正向?qū)▔航党詸z測(cè)電阻器 R6的值。另外，原電源電壓必須大于LED的正向壓降。電阻器R1為IC1的基極泄漏電流提供了一個(gè)路徑，電阻器R3和R2則決定了Q1的柵極關(guān)斷偏壓。
圖1中，光隔離器的LED正向壓降為1.2V。針對(duì)圖中顯示的元件值，當(dāng)ESD造成的電源電流超過(guò)約300mA時(shí)，電路短暫中斷VCC。
北京市公安局海淀分局備案號(hào)：11010802023656號(hào)