深度解析多軸飛行器浪涌和靜電解決方案
2020-08-19多軸飛行器因其結構簡單,組裝方便,已經越來越接近大家的生活。隨著 MEMS傳感器、微控制器、電機和電池技術的發(fā)展和普及,多軸飛行器已經成為微小型無人機中的新銳力量。直到今天,多軸飛行器已經應用到各個領域,如軍事應用、公安追捕、災害搜救、地理調查、輸電線巡查、電影拍攝等。
現(xiàn)實生活中,用戶使用多軸飛行器時,經常會出現(xiàn)多軸飛行器莫名其妙的損壞,因此多軸飛行器的EMC可靠性必須得到高度重視。針對這些問題,碩凱電子股份有限公司FAE已經提出相應的浪涌和靜電解決方案。
一、電源部分熱插拔浪涌防護方案
多軸飛行器一般采用12V左右的電池供電,電流比較大,達到幾安培,當12V電源接口進行熱插拔時,會產生比較大的浪涌電流,即CDE事件。浪涌電流經常將電源管理IC擊穿,因此這里需要加入瞬態(tài)抑制二極管進行瞬態(tài)鉗位,起到保護后端電源管理IC的作用。
二、電機部分反向電動勢防護方案
多軸飛行器通過頻繁控制多個電機的轉速和正反轉來實現(xiàn)前進、后退、起飛、降落等功能,由于電機的正反轉或者加減速容易產生反向電動勢或者瞬間過壓等現(xiàn)象,很容易將電機的驅動器件MOS擊穿,因此這里需要加入瞬態(tài)抑制二極管進行瞬態(tài)鉗位,起到保護MOS的作用。
三、USB等外部接口的靜電防護方案
多軸飛行器由于經常與人手進行接觸,很容易產生靜電放電現(xiàn)象,當天氣比較干燥時,靜電電壓會更高,因此多軸飛行器需要進行靜電抗擾度測試,需符合IEC61000-4-2標準。靜電測試時,需要對裸露的金屬接口進行接觸放電,其他部分進行空氣放電測試,因此對于多軸飛行器的USB接口、SD卡接口、GPS天線接口、按鍵等都需要加入靜電保護器件ESD進行靜電防護。
1.USB口防護方案
2.GPS天線接口防護方案
3.SD卡接口防護方案
使用SRV05-4積成芯片,它由8支控向二極管構成兩個“橋式”電路,共享了一支“雪崩二極管”,此種“橋式”電路對“正”的ESD經過導向由雪崩二極管進行鉗位,而對“負”的ESD由控向二極管直接鉗位,是非常好的ESD防護方案。
四、TVS/ESD選型
需要注意以下幾點:
1、 斷態(tài)電壓≥電池電壓的1.1倍以上為宜,否則TVS/ESD容易損壞。
2、 盡量選用殘壓值低的器件,能起到比較好的浪涌保護效果。
3、 高速信號接口選用低結電容值產品,否則信號不能正常通信。
4、 直流電源口選用單向效果更佳。