évaluation de la protection ESD pour 3.3V i2c

Nownuri

évaluation de la protection ESD pour 3.3V i2c


Même s’il y a des questions sur la protection ESD pour le bus i2c déjà dans ce forum, je voulais demander comment supprimer la tension de serrage d’une diode TVS à un niveau sûr. À titre d’exemple, le graphique suivant montre la tension de serrage de RClamp0582BQ. entrez la description de l'image ici

Disons que les broches SCL d’un microcontrôleur sont connectées à un capteur via des fils. Ensuite, on veut protéger les puces contre un impact ESD provoqué par un contact humain. Dans le circuit ci-dessous, les diodes TVS bloquent le transitoire rapide. Les résistances de 100 ohms ralentissent le courant court et dissipent la puissance pour réduire la contrainte sur les diodes TVS. Cependant, comment supprimer davantage la tension de serrage? entrez la description de l'image ici (1) une résistance supplémentaire de série ~ 1k ohm (comme dans l’image ci-dessus)
Si l’appareil est hors tension, l’impédance des broches SCL et SDA devrait déjà être élevée, donc 1k ohm n’aiderait pas beaucoup, non?

(2) un condensateur de ~ 20pF
Serait-il bon de placer un si petit condensateur de dérivation à côté des broches d’E / S? Étant donné que la capacité ne doit pas dépasser 400pF, il peut être difficile d’utiliser une valeur plus élevée, lorsqu’il existe de nombreux périphériques esclaves. Mais je ne sais pas si 20pF ou quelque chose de similaire est utile.

Spehro Pefhany

Vous ne pouvez certainement pas avoir 400pF avec une résistance de rappel de 10K, même à 100 kHz. Vous devez exécuter les nombres sur la capacité du bus et inclure la capacité TVS. La protection est bonne et bonne, mais j’imagine que vous voulez également qu’elle fonctionne de manière fiable.

Nownuri

@SpehroPefhany Merci pour le commentaire. Je peux changer la valeur de la résistance de pullup. J’étais plus préoccupé par la tension de serrage. Honnêtement, je ne comprends pas comment l’énergie est absorbée par la diode TVS. Pourriez-vous s’il vous plaît expliquer comment la résistance série fera le travail?

EE_socal

Pourquoi devez-vous réduire davantage la tension de serrage? La plupart des circuits intégrés, y compris les microcontrôleurs, peuvent supporter jusqu’à 2000 V ESD. La seule raison de le réduire davantage serait d’empêcher la corruption des signaux I2C, puis de le réduire presque à zéro.

Nownuri

@EE_socal Vous avez raison! J’ai complètement ignoré le fait que de nombreux circuits intégrés ont un circuit de protection ESD interne …

Spehro Pefhany

Vous ne pouvez pas simplement réduire le pullup sans diminuer les résistances série. Ils réduisent déjà la marge de bruit.

Réponses


 Nick Alexeev

J’ai quelques commentaires.

Résistance série. Lorsque le maître fait descendre une ligne I²C, les résistances série et les résistances pull-up forment un diviseur de tension. En conséquence, la basse tension logique que l’esclave voit sera plus élevée. Vous devez vous assurer que ce niveau logique bas réel est inférieur au seuil logique bas pour chaque périphérique esclave. (Une logique similaire s’applique lorsque l’esclave conduit une ligne I²C et que le maître reçoit des informations.)

Capacité du bus. Les diodes TVS ont leur propre capacité parasite. Des téléviseurs avec une capacité de l’ordre de quelques pF sont disponibles. Recherchez les téléviseurs destinés à protéger les ports USB 2.0.

Le compromis est entre la résistance série, la résistance à la traction, la capacité du bus et la vitesse du bus. Si c’était ma conception, je supprimerais définitivement les résistances de 1 kΩ, et 100 Ω peut-être aussi (peut-être laisser des pads pour les 100 Ω).

En raison de la capacité du bus et du faible pull-up, vous devrez peut-être réduire le débit binaire sur le bus I²C.

Dépassez-vous l’extension de l’I²C au-delà de son application prévue? Vous exécutez l’I²C via des fils sur plusieurs cartes. Ce n’est pas quelque chose à quoi I²C est destiné. Vous pourriez finir comme moi cette fois-là .

Nownuri

Merci pour les commentaires! Je comptais faire ce que vous attendiez … J’ai un maître sur une planche et 6 esclaves. Deux esclaves sont très proches du maître (5 ~ 10 cm), mais les distances avec les 4 autres esclaves sont de 50 cm à 100 cm. Le maître (MCU) doit surveiller les températures de cinq spots, c’est la raison pour laquelle j’ai autant d’esclaves.

Nownuri

Je vais vérifier à nouveau les résistances de pull up et la capacité du bus dans mon circuit. De plus, il devrait être bien de changer le 1k à 100. Mais le 100ohm est-il suffisamment grand pour absorber le transitoire résiduel avec la tension de serrage de ~ 10V?

Nownuri

Je pense que je peux utiliser un tampon / répéteur i2c comme ce produit. ti.com/lit/ds/symlink/p82b96.pdf

 

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