Vamos falar sobre design para imunidade ESD

Introdução

Este breve artigo destina-se àqueles que são novos no campo da engenharia de conformidade e desejam uma melhor compreensão do processo para projetar produtos imunes a eventos de descarga eletrostática (ESD). Algumas pessoas podem não ter certeza de onde iniciar o processo de design ou não estar familiarizadas com os principais desafios e questões envolvidas no desenvolvimento de um produto que seja totalmente imune a eventos de imunidade ESD. Os leitores são encorajados a pegar esta informação e usá-la como um trampolim para reunir o seu próprio conhecimento sobre este assunto tão importante e muitas vezes inevitável.

Nota: Este artigo aborda o projeto para imunidade contra ESD e não o teste de imunidade contra ESD. Consulte a referência 1 para um breve artigo que aborda testes de ESD e o uso de simuladores de ESD. O teste de imunidade ESD é totalmente descrito em normas como IEC 61000-4-2, MIL-STD-461G CS118, ISO 10605, ANSI C63.16 e RTCA/DO-160.

Momento de desenvolvimento de um produto imune ESD

Embora nem sempre seja possível, é extremamente importante considerar o projeto para imunidade e proteção contra ESD como parte do trabalho de projeto inicial no desenvolvimento do produto. No final do ciclo de desenvolvimento do produto, os principais elementos do design, incluindo o esquema de aterramento, o design do chassi, os layouts da placa de circuito impresso (PCB), a estrutura de software/firmware e os requisitos de produção já foram solidificados. É muito mais fácil, mais eficaz e menos dispendioso se as soluções para os problemas previstos de ESD forem implementadas no início do ciclo de desenvolvimento do produto, enquanto o design ainda é fluido, em vez de serem adicionadas no final do projeto. A resolução dos problemas de ESD segue frequentemente uma abordagem ao nível do sistema. Portanto, se a maior parte do sistema já está imutável, então as soluções mais práticas disponíveis para o projetista são em menor número, menos práticas, mais complicadas e muito mais difíceis de implementar.

Dica profissional: Ao tentar resolver qualquer problema relacionado a ruído ou passar em qualquer teste de imunidade ou emissão de compatibilidade eletromagnética (EMC) de qualquer tipo, a implementação antecipada das soluções mais práticas e simples geralmente é a chave para o sucesso. Inicie o processo de design o mais cedo possível. Encurte o ciclo de feedback do projeto realizando testes de EMC/ESD assim que protótipos funcionais estiverem disponíveis.

Projeto Básico para Diretrizes de Imunidade ESD

A abordagem sistêmica mencionada acima pode não ser a única forma de prevenir e mitigar problemas de ESD. No entanto, com base na experiência, provou ser o método mais eficaz. Seguir esta abordagem e as diretrizes a seguir garantirá que qualquer projeto seja capaz de atender aos requisitos de imunidade ESD. Tenha em mente que nem todas as diretrizes descritas neste artigo podem ser implementadas 100% do tempo devido a restrições específicas de design impostas a qualquer produto específico. Essas restrições de design variam de produto para produto e de empresa para empresa. Cabe ao engenheiro de projeto escolher a melhor combinação de métodos para alcançar a imunidade ESD de cada produto específico e situação específica. Por exemplo, uma restrição de projeto pode ser que um cliente já tenha especificado que apenas cabos não blindados podem ser usados. Portanto, você não poderá utilizar cabos blindados em sua solução que garantam que o produto seja imune a eventos de ESD. Outra restrição de projeto pode ser a necessidade de usar um chassi de metal. Nessa situação, você terá que encontrar uma maneira de controlar o caminho que a corrente ESD percorre para evitar que ela entre no gabinete.

Impedir a entrada de descarga

A primeira parte do projeto em nível de sistema para ESD é evitar a entrada da descarga de ESD dentro do gabinete. É melhor, mas nem sempre possível, evitar a ocorrência de um evento de ESD. Esta deve ser uma tarefa fácil de realizar se o seu produto estiver contido em um invólucro não metálico/plástico.

Dica profissional:Mesmo que a formação de um arco ESD seja impossível, o produto ainda pode ser suscetível a eventos ESD próximos e as outras diretrizes descritas abaixo devem ser seguidas.