此状态出现的可能场景:
1. 产品开发测试过程中;
2. 单个产品进行ESD测试时;
3. 设备组网时,总线侧先接地,控制侧未接地时;
4. 设备组网后,控制侧未进行接地处理的。
静电分析:
类似的,当控制侧接口受到静电放电时,由于控制侧悬空,能量只能通过隔离栅的等效电容Ciso进行泄放,由于Ciso非常小,两端电压Viso会非常高,如图 6。电压全部施加在隔离接口模块的隔离栅,若电压超出了隔离栅的电压承受范围,则会导致内部隔离栅损坏。
当总线侧接口受到静电放电时,静电能量通过隔离接口模块内部总线侧器件泄放至PE,如图 7。若ESD能量超出了接口模块内部总线侧器件的ESD抗扰能力,总线接口则可能损坏。
图 7
改善方法:
类似的,在隔离栅并联增加一个电容Cp,可以为来自控制侧的静电能量提供一个低阻抗的路径。如图 8,控制侧的静电能量大部分通过此电容泄放至PE,从而起到保护隔离接口模块的作用。若无安规要求,可与Cp并联一个大阻值泄放电阻,如1M,以防静电积累。
对于总线侧的静电,可以在总线侧增加高等级ESD防护器件(如TVS管),静电能量会通过防护器件泄放至PE,由此来提高总线侧的静电能力,如图 9。TVS选型时需注意,其导通电压必须小于隔离接口可承受的最大电压,同时大于信号电压;在通信速率高、或节点数较多时,也需要注意尽量选取等效电容小的器件,以免影响总线正常通信。
图 9
3. 设备控制侧、总线侧均有接保护地
如图 10,此状态下,设备控制侧、总线侧都通过一定方式接入保护地(PE)。
状态出现的可能场景:
1. 设备自身接PE,总线组网后单点接PE。
静电分析:
当控制侧接口受到静电放电时,能量通过控制侧保护器泄放至PE1,对隔离通信接口基本无影响,如图 11。
当总线侧接口受到静电放电时,静电能量通过隔离接口模块内部总线侧器件泄放至PE2,如图 12。若ESD能量超出了接口模块内部总线侧器件的ESD抗扰能力,总线接口则可能损坏。