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深度解析多轴飞行器浪涌和静电解决方案

作者:硕凯电子   文章来源:硕凯电子   发布时间:2017-07-17 11:09:40

多轴飞行器因其结构简单,组装方便,已经越来越接近大家的生活。随着 MEMS传感器、微控制器、电机和电池技术的发展和普及,多轴飞行器已经成为微小型无人机中的新锐力量。直到今天,多轴飞行器已经应用到各个领域,如军事应用、公安追捕、灾害搜救、地理调查、输电线巡查、电影拍摄等。

现实生活中,用户使用多轴飞行器时,经常会出现多轴飞行器莫名其妙的损坏,因此多轴飞行器的EMC可靠性必须得到高度重视。针对这些问题,硕凯电子股份有限公司FAE已经提出相应的浪涌和静电解决方案。

一、电源部分热插拔浪涌防护方案

多轴飞行器一般采用12V左右的电池供电,电流比较大,达到几安培,当12V电源接口进行热插拔时,会产生比较大的浪涌电流,即CDE事件。浪涌电流经常将电源管理IC击穿,因此这里需要加入瞬态抑制二极管进行瞬态箝位,起到保护后端电源管理IC的作用。

二、电机部分反向电动势防护方案

多轴飞行器通过频繁控制多个电机的转速和正反转来实现前进、后退、起飞、降落等功能,由于电机的正反转或者加减速容易产生反向电动势或者瞬间过压等现象,很容易将电机的驱动器件MOS击穿,因此这里需要加入瞬态抑制二极管进行瞬态箝位,起到保护MOS的作用。

三、USB等外部接口的静电防护方案

多轴飞行器由于经常与人手进行接触,很容易产生静电放电现象,当天气比较干燥时,静电电压会更高,因此多轴飞行器需要进行静电抗扰度测试,需符合IEC61000-4-2标准。静电测试时,需要对裸露的金属接口进行接触放电,其他部分进行空气放电测试,因此对于多轴飞行器的USB接口、SD卡接口、GPS天线接口、按键等都需要加入静电保护器件ESD进行静电防护。

1.USB口防护方案

2.GPS天线接口防护方案


3.SD卡接口防护方案

使用SRV05-4积成芯片,它由8支控向二极管构成两个“桥式”电路,共享了一支“雪崩二极管”,此种“桥式”电路对“正”的ESD经过导向由雪崩二极管进行箝位,而对“负”的ESD由控向二极管直接箝位,是非常好的ESD防护方案。


四、TVS/ESD选型

需要注意以下几点:

1、 断态电压≥电池电压的1.1倍以上为宜,否则TVS/ESD容易损坏。

2、 尽量选用残压值低的器件,能起到比较好的浪涌保护效果。

3、 高速信号接口选用低结电容值产品,否则信号不能正常通信。

4、 直流电源口选用单向效果更佳。


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