医疗监护仪 ESD 静电黑屏解决方案

问题描述  客户是的样机是医疗监护仪器,可以对病人的生命体征,血压血氧进行监控。按照医疗的标准,该样机的抗静电能力要达到接触±6KV,空气±8KV。实际测试的时候,发现在对屏进行空气±8KV 的静电测试的时候,屏出现黑屏。需手动重新唤醒屏,屏才能正常工作,对电源端口进行±8KV 测试的时候,样机出现一样的现象。这就不符合 IEC61000-4-2 B 类的标准。

 

 

整改过程  进行摸底测试,发现只要是空气放电从屏的缝隙中放进去,屏就必定会黑屏,由于客户急于要送检,没有时间改版;所以我们整改的主要思路还是从结构上去规避。检查样机的机壳发现,发现是屏与壳之间的缝隙太大,导致静电很容易就通过缝隙到触摸屏的排线上,再耦合到显示屏的信号线上;于是我们就用热塑胶将此缝隙封闭,用静电枪去放电的时候,发现放不进电,屏无明显异常。

 

但是当静电枪移到屏上的时候,哪怕不放电,在枪头集聚的静电所产生的瞬态磁场,已经会使得屏幕与 MCU 之间的通信中断。产生这种现象的主要原因是,屏与 MCU 之间的阻抗不匹配,使得信号衰减得很严重,从而抗静电的能力就很弱。因此,我们整改的思路是调整屏与 MCU 之间的阻抗,首先我们想到的器件是阿赛姆共模滤波器(型号:CMF2010UD900MFR)这款共模对差模信号的影响很小,满足 MIPI 信号的传输要求,但是由于客户四层板,并且之前没有留好位置不好加,所以就想着增大静电泄放回路的阻抗,使得静电经过 PCB 泄放时的速度更慢。

 

于是在电源线上绕磁环,进行空气 8KV 测试的时候,样机没有明显异常。整改心得  加快静电泄放的时候,要注意泄放路径中部包括敏感信号。减慢静电泄放的快慢的时候,是静电不可避免的要经过敏感信号,减慢静电泄放的时间,就能降低可能产生的感应电动势,从而使得敏感信号受的干扰减小。

 

——本案例来源于深圳市阿赛姆科技有限公司(https://emc.asim-emc.com/)

 

 

EMC 寄语:随着时代的发展,越来越多的电子、电气设备或系统产品都需要进行检验检测,其中 EMC 测试是必备的检验检测指标之一。但 EMC 测试项目费用较贵,EMC 实验室造价昂贵,绝大部分测量设备又需要采用进口设备,导致很少检验检测机构有能力建造 EMC 实验室。产品的 EMC 性能是设计阶段赋予的,一般电子产品设计时如果不考虑 EMC 因素,就会很容易导致 EMC 测试失败,以致不能通过相关 EMC 法规的测试或认证。例如,产品设计研发工程师们根据需求,设计出效果良好的滤波电路,置入产品 I/O(输入 / 输出)接口的前级,可使因传导而进入系统的干扰噪声消除在电路系统的入口处;设计出隔离电路(如变压器隔离和光电隔离等)解决通过电源线、信号线和地线进入电路的传导干扰,同时阻止因公共阻抗、长线传输而引起的干扰;设计出能量吸收回路,从而减少电路、器件吸收的噪声能量;通过选择元器件和合理安排的电路系统,使干扰的影响减少。

 

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