集成隔離產品以防範ESD

在（zài）任何高壓和電噪聲係統中，靜電放電（ESD）抗擾度都（dōu）是電磁兼容性（EMC）的一個重要方麵，是（shì）選擇電流隔離器（qì）件的關鍵（jiàn）考慮因素。 ESD可以穿透電隔離係統。它並不涉及印刷電路板（bǎn）上（shàng）的保護裝置。國際標準IEC 61000-4-2規定了這一係統級抗擾性能。在最（zuì）終用戶的典型操作應（yīng）用環境中，帶電人體通過金屬工具將放電（diàn）行（háng）為引入係統。ESD認證要求高達8000V的接（jiē）觸放電，因此導致（zhì）的故（gù）障既可以是軟功（gōng）能型的又可能是物理性損壞。這與ESD人體模型的組件級不同，其中帶電人體的放電事件是在工廠（chǎng）生產和組裝的受（shòu）控環境中（zhōng）通過（guò）皮膚向組件IC放電。人體模型ESD認證要求的電壓較低，故障類型是硬泄漏或物理（lǐ）損壞。

ESD事件及其魯棒性對（duì）於研究和係統設計非常重要。在醫療設備中，新修訂的（de）醫療標準IEC 60601-1-2的第四版要求更高的ESD抗擾度。這一（yī）變化致力於滿足更多醫（yī）療設備在醫院外及非受控環（huán）境中使用這一趨勢的要求，這一新趨勢使醫療設備可能經曆更嚴重的電（diàn）磁噪聲。

在整個電氣隔離係統中，光耦（合器）或隔離（lí）器必須能抵抗ESD。最（zuì）.理.想的性能標準是在測試期間和測試後不會出現（xiàn）性能下降；而最差的性能（néng）標準（zhǔn）是（shì）不可恢（huī）複的故障或器件的永.久性損壞（huài），這樣的結果是（shì）不可接受的。

在模擬ESD抗擾度（dù）測（cè）試的測試設置中，一節“AA”尺寸電池給（gěi）用於為光耦或隔離器的輸入通道產（chǎn）生方波脈衝信號的振蕩（dàng）器或晶體提供電源和浮地。然後，ESD施放槍在光耦的LED陽極或陰（yīn）極引腳（jiǎo）上施（shī）加8000V的接觸放電。在光耦絕緣屏障的另一側，使用（yòng）示（shì）波器監控輸出通（tōng）道。 ESD施放槍放電返回電纜連接到光耦輸出側的電源參考和接地。在此設置（zhì）中，ESD會穿過光耦（ǒu）的絕緣屏障。觀察（chá）光（guāng）耦的輸出（chū）信號和電流消耗，以查驗其功能性能的任何下降。見圖（tú）1。

圖1：光耦的ESD抗擾度測試

使用（yòng）博通（Broadcom）光耦（ǒu）ACNT-H61L，對其施加8000V 的ESD接觸放電，測量顯示在ESD施加期間和之後，其操作功能都正常。ACNT-H61L性能沒有下降。見圖2。

圖2：博通光耦ACNT-H61L DUT

使用德（dé）州儀器（TI）的數字隔離（lí）器，對其施加8000V 的ESD接觸放（fàng）電，測量顯示出功能失效。該數（shù）字隔離器變熱（rè），其電源引（yǐn）腳消耗電流變大。見圖3a和3b。

圖3a：TI隔離器ISO7841 DUT（測（cè）試前（qián））

圖3b：TI隔（gé）離器ISO7841 DUT（測試後）

對另一款數字隔離器ACML-7410，對其施加8000V 的ESD接觸（chù）放電，測量顯示在ESD施加期間和之後，其操作功能都正常。ACML-7410性能沒有下降。見圖4。

圖4：隔離（lí）器ACML-7410 DUT

各電流隔離產品在ESD抗（kàng）擾度測試中的表（biǎo）現不同。光耦（ǒu）和一些隔（gé）離器在測（cè）試期間不會出現性能下降，並且在測試後仍能（néng）正常工作。其它器件會出現功能失效，甚至可能因器（qì）件（jiàn）發熱嚴重而永.久損壞。在ESD抗擾度的係統設計中選擇真正抗造的隔離產品非常重要。