電子產品的靜電放電保護技術與新裝置的應用

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

5 新型靜電電位傳感器“EP傳感器”的測量與應用

EP傳感器是適用于在線靜電監(jiān)視的傳感器。無需在靜電的測量和管理方面花費工時，即可適時監(jiān)視肉眼無法看見的靜電。可通過適時監(jiān)視來針對那些便攜式測量器具難以測量的地方進行靜電管理。
靜電電位傳感器“EP傳感器”主要利用了帶電物體和檢測電極之間的靜電感應現(xiàn)象。帶電物體的電場會致使檢測電極表面產生感應電荷。該感應電荷會被換算成帶電物體的電位并顯示出來。其基本原理見圖6。電荷Q(感應電荷)與電壓V(帶電電壓)成比例。

實際上，在檢測電極的前面還內置有可高速開閉的音叉快門?？筛鶕?jù)該音叉快門的開閉量來獲得與帶電量成比例的交流信號，然后利用該信號測量帶電物體的電位, EP傳感器用音叉快門方式迸行測量。

5.1靜電電位傳感器“EP傳感器”技術特征與應用

EP傳感器是適用于在線靜電監(jiān)視的傳感器,可實現(xiàn)便攜式測量器具無法實現(xiàn)的在線靜電測量和適時監(jiān)視。采用一體式結構，具備低成本化和節(jié)省總體空間的特點。值此以Creceed(克雷斯德) 靜電電位傳感器“EP傳感器”為例說明其技術特征與應用。
⑴　可實現(xiàn)在線靜電管理。無需在靜電的測量和管理方面花費工時，即可適時監(jiān)視肉眼無法看見的靜電。可通過適時監(jiān)視來針對那些便攜式測量器具難以測量的地方進行靜電管理。
⑵　簡便功能。簡單設計，采用了一體式設計，EP傳感器具備判定輸出和異常輸出功能。此外，無需通過放大器等設備即可直接連接外部控制設備，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進行歷史記錄管理等。
⑷　判定輸出功能。一旦超過設定電壓(臨界值)，便會通過傳感器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種動作模式。平均化數(shù)據(jù)輸出模式、實測數(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實測數(shù)據(jù)輸出模式.將測得的實測數(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.測量除靜電器的電離平衡。
⑹　具備校零開關功能。利用校零開關功能，可以將當前的測量值調整為0V。
⑺　EP傳感器的設定方式可以選擇“EP監(jiān)視器”和“電腦軟件”2種。EP傳感器的設定可通過EP監(jiān)視器或電腦軟件來進行, 設定通過S232C進行,見圖7(b)所示。

⑻　具備電離平衡測量功能,可以確認除靜電器的性能。通過安裝監(jiān)視器面板可以簡便地查看簡易電離平衡。關于除靜電器與監(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置最小距離。

5.2 EP傳感器技術指標與輸出

技術指標(以小金井公司產的DTY-EPS型為例)如下：電源電壓為DC24V±10％；電源電流50mA以下；測量范圍為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；輸入輸出響應時間(平均化數(shù)據(jù)輸出模式時)為最大數(shù)據(jù)輸出周期的2倍；溫度特性為―O.5％FS／℃；運行溫度范圍為O―40℃；電纜線長度為3m；外殼材質為導電性ABS樹脂；外形尺寸為61.2(W)mmx34.2(H)mm~15.0(D)mm。

5.3 EP傳感器應用
使用實例：硅晶片等的電位測量,可通過支持軟件來進行設定、顯示和管理；除去包裝用薄膜等的電位測量；樹脂容器、零件等的電位測量;測量除靜電前和除靜電后的電位與安裝監(jiān)視器安裝板來測量除靜電器的電離平衡及玻璃電路板等的電位測量。

5.4 EP傳感器連接實例
EP監(jiān)視器連接(通過電腦來進行設定時)如圖8所示。

圖8所示

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

6 結束語
除了以上所述利用電子產品的靜電放電保護來保護系統(tǒng)以外，還有防止高壓靜態(tài)輸入技術與芯片AAT4684的應用，詳見附錄。

附錄
用AAT4684―3x2.75mml包裝提供高達28V的過電壓保護。其特征為：最高+28V的過電壓保護；固定或可調節(jié)的過電壓保護閾值；3V欠壓鎖定閾值，即快速過電壓保護響應,過電壓瞬變值1μs(最大)；低靜態(tài)電流,即常用-30μA與關機(禁用)時電流最大為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：Vin為0.3V ～28V, RDS(ON)為100 mΩ，IQ 為30μA，TRESP OV為1μs。
該芯片優(yōu)點為高壓保護，靈活的過電壓保護閾值設置，阻止非有用輸入源，快捷且安全的過電壓保護，延長電池壽命，低壓差，廣泛應用的高連續(xù)電流與小型解決方案。

附圖