電子產(chǎn)品的靜電放電保護(hù)技術(shù)與新裝置的應(yīng)用

⑷小金井公司采用高頻方式利用軟管／管道運(yùn)送離子成為可能的原因
商用頻率的除靜電器產(chǎn)生帶電離子的頻率很低，只有50／60Hx，因此短時(shí)間內(nèi)的電離平衡較差，帶電離子會(huì)在軟管中消失，所以無(wú)法利用軟管運(yùn)送帶電離子，見(jiàn)圖5（a）。從圖中可知，因軟管內(nèi)帶電離子相互吸引力較強(qiáng)，容易被中和,無(wú)法運(yùn)送帶電離子。而小金井除靜電器的頻率高達(dá)68kHz，因此電離平衡良好、且?guī)щ婋x子在軟管中難以被中和，所以使原本難以實(shí)現(xiàn)的“利用 軟管運(yùn)送離子”成為可能，如圖5（b）所示。 由圖可知,因軟管內(nèi)帶電離子相互吸引力較弱，難以被中和,所以利用 軟管運(yùn)送離子”成為可能。

5 新型靜電電位傳感器“EP傳感器”的測(cè)量與應(yīng)用

EP傳感器是適用于在線靜電監(jiān)視的傳感器。無(wú)需在靜電的測(cè)量和管理方面花費(fèi)工時(shí)，即可適時(shí)監(jiān)視肉眼無(wú)法看見(jiàn)的靜電?？赏ㄟ^(guò)適時(shí)監(jiān)視來(lái)針對(duì)那些便攜式測(cè)量器具難以測(cè)量的地方進(jìn)行靜電管理。
靜電電位傳感器“EP傳感器”主要利用了帶電物體和檢測(cè)電極之間的靜電感應(yīng)現(xiàn)象。帶電物體的電場(chǎng)會(huì)致使檢測(cè)電極表面產(chǎn)生感應(yīng)電荷。該感應(yīng)電荷會(huì)被換算成帶電物體的電位并顯示出來(lái)。其基本原理見(jiàn)圖6。電荷Q(感應(yīng)電荷)與電壓V(帶電電壓)成比例。

實(shí)際上，在檢測(cè)電極的前面還內(nèi)置有可高速開(kāi)閉的音叉快門。可根據(jù)該音叉快門的開(kāi)閉量來(lái)獲得與帶電量成比例的交流信號(hào)，然后利用該信號(hào)測(cè)量帶電物體的電位, EP傳感器用音叉快門方式迸行測(cè)量。

5.1靜電電位傳感器“EP傳感器”技術(shù)特征與應(yīng)用

EP傳感器是適用于在線靜電監(jiān)視的傳感器,可實(shí)現(xiàn)便攜式測(cè)量器具無(wú)法實(shí)現(xiàn)的在線靜電測(cè)量和適時(shí)監(jiān)視。采用一體式結(jié)構(gòu)，具備低成本化和節(jié)省總體空間的特點(diǎn)。值此以Creceed(克雷斯德) 靜電電位傳感器“EP傳感器”為例說(shuō)明其技術(shù)特征與應(yīng)用。
⑴　可實(shí)現(xiàn)在線靜電管理。無(wú)需在靜電的測(cè)量和管理方面花費(fèi)工時(shí)，即可適時(shí)監(jiān)視肉眼無(wú)法看見(jiàn)的靜電。可通過(guò)適時(shí)監(jiān)視來(lái)針對(duì)那些便攜式測(cè)量器具難以測(cè)量的地方進(jìn)行靜電管理。
⑵　簡(jiǎn)便功能。簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，采用了一體式設(shè)計(jì)，EP傳感器具備判定輸出和異常輸出功能。此外，無(wú)需通過(guò)放大器等設(shè)備即可直接連接外部控制設(shè)備，因而可以節(jié)省總體空間。
⑶　電壓數(shù)據(jù)具有“數(shù)字輸出”和”“模擬輸出”兩種?？梢赃x擇與控制裝置之間的連接方式?？梢杂米雒嫦蛲獠康呐卸ㄝ敵觯蚴抢秒娔X進(jìn)行歷史記錄管理等。
⑷　判定輸出功能。一旦超過(guò)設(shè)定電壓(臨界值)，便會(huì)通過(guò)傳感器LED和電壓比較輸出(判定輸出)發(fā)出通知,如圖7(a)所示。
⑸　具有3種動(dòng)作模式。平均化數(shù)據(jù)輸出模式、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)輸出模式、電離平衡監(jiān)視器模式。
①平均化數(shù)據(jù)輸出模式將測(cè)得的數(shù)據(jù)平均化之后向外部輸出。數(shù)據(jù)輸出周期可以選擇：100ms、200ms、500ms、1s。
②實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)輸出模式.將測(cè)得的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)向外部輸出，數(shù)據(jù)輸出周期可以選擇：100ms、200ms、500ms、1s。
③電離平衡監(jiān)視器模式.測(cè)量除靜電器的電離平衡。
⑹　具備校零開(kāi)關(guān)功能。利用校零開(kāi)關(guān)功能，可以將當(dāng)前的測(cè)量值調(diào)整為0V。
⑺　EP傳感器的設(shè)定方式可以選擇“EP監(jiān)視器”和“電腦軟件”2種。EP傳感器的設(shè)定可通過(guò)EP監(jiān)視器或電腦軟件來(lái)進(jìn)行, 設(shè)定通過(guò)S232C進(jìn)行,見(jiàn)圖7(b)所示。

⑻　具備電離平衡測(cè)量功能,可以確認(rèn)除靜電器的性能。通過(guò)安裝監(jiān)視器面板可以簡(jiǎn)便地查看簡(jiǎn)易電離平衡。關(guān)于除靜電器與監(jiān)視器安裝板之間的距離，可參照各除靜電器廠商的建議設(shè)置最小距離。

5.2 EP傳感器技術(shù)指標(biāo)與輸出

技術(shù)指標(biāo)(以小金井公司產(chǎn)的DTY-EPS型為例)如下：電源電壓為DC24V±10％；電源電流50mA以下；測(cè)量范圍為5 mm―50mm；精度為±5％rdg ±2dig；判定輸出的方式為NPN晶體管集電極開(kāi)路,施加電壓30VDC以下, 其SINK電流為20mA以下；傳感器異常輸出的方式為NPN晶體管集電極開(kāi)路，施加電壓30VDC以下, 其SINK電流為20mA以下；模擬輸出其輸出電壓為1V―5V,而零點(diǎn)為3V；通信I／F符合RS232C；采樣周期約10ms；數(shù)據(jù)輸出周期為100ms，200ms，500ms，1s；輸入輸出響應(yīng)時(shí)間(平均化數(shù)據(jù)輸出模式時(shí))為最大數(shù)據(jù)輸出周期的2倍；溫度特性為―O.5％FS／℃；運(yùn)行溫度范圍為O―40℃；電纜線長(zhǎng)度為3m；外殼材質(zhì)為導(dǎo)電性ABS樹(shù)脂；外形尺寸為61.2(W)mmx34.2(H)mm~15.0(D)mm。

5.3 EP傳感器應(yīng)用
使用實(shí)例：硅晶片等的電位測(cè)量,可通過(guò)支持軟件來(lái)進(jìn)行設(shè)定、顯示和管理；除去包裝用薄膜等的電位測(cè)量；樹(shù)脂容器、零件等的電位測(cè)量;測(cè)量除靜電前和除靜電后的電位與安裝監(jiān)視器安裝板來(lái)測(cè)量除靜電器的電離平衡及玻璃電路板等的電位測(cè)量。

5.4 EP傳感器連接實(shí)例
EP監(jiān)視器連接(通過(guò)電腦來(lái)進(jìn)行設(shè)定時(shí))如圖8所示。

圖8所示

從圖8可知，通過(guò)電腦進(jìn)行設(shè)定的EP監(jiān)視器連接是由外部控制裝置與電腦及其組件構(gòu)成。而組件必需是EP傳感器1臺(tái)(如DTY-EPS型)與EP監(jiān)視器1臺(tái)(如DTY-EPU)及電源SW通信電纜線.及EP傳感器用通信電纜線。

6 結(jié)束語(yǔ)
除了以上所述利用電子產(chǎn)品的靜電放電保護(hù)來(lái)保護(hù)系統(tǒng)以外，還有防止高壓靜態(tài)輸入技術(shù)與芯片AAT4684的應(yīng)用，詳見(jiàn)附錄。

附錄
用AAT4684―3x2.75mml包裝提供高達(dá)28V的過(guò)電壓保護(hù)。其特征為：最高+28V的過(guò)電壓保護(hù)；固定或可調(diào)節(jié)的過(guò)電壓保護(hù)閾值；3V欠壓鎖定閾值，即快速過(guò)電壓保護(hù)響應(yīng),過(guò)電壓瞬變值1μs(最大)；低靜態(tài)電流,即常用-30μA與關(guān)機(jī)(禁用)時(shí)電流最大為1μA；常用100mΩ(最大為130mΩ)RDS(ON)，電壓為4.5V；最大連續(xù)電流為1.8A;TSOPJW―12封裝。
AAT4684指標(biāo)：Vin為0.3V ～28V, RDS(ON)為100 mΩ，IQ 為30μA，TRESP OV為1μs。
該芯片優(yōu)點(diǎn)為高壓保護(hù)，靈活的過(guò)電壓保護(hù)閾值設(shè)置，阻止非有用輸入源，快捷且安全的過(guò)電壓保護(hù)，延長(zhǎng)電池壽命，低壓差，廣泛應(yīng)用的高連續(xù)電流與小型解決方案。

附圖