TA的每日心情 | 开心 2019-11-20 15:00 |
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热插拔经典案例(转载)
; ] y0 k Y( o7 s0 |# e, g今天与大家分享我在整改过程中遇到的热插拔实例,这种案例难得一见,见到了坚决不能放过.....- @( K2 {5 Q* O: B# r/ f
4 u6 D3 ]: y/ m" e案例一:
; j6 Q& a2 U5 r' y8 f 产品:9.7寸平板电脑,某A31主控,带USB,Micro HDMI接口;
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1 @: K0 F' C2 K, P2 h 现象:常规静电测试,Air +/-8KV,Contact +/-4KV 均满足要求,即不死机,不重启,运行正常。但工厂测试HDMI发现,有些机器,插拔HDMI线时,出现CPU烧坏的现象,机器报废。后来抽检100台,发现大约10%的机器可以复制到此现象,现象机器全部报废,导致工厂不敢发货。更换HDMI cable和显示器,现象依然可以复制,但使用较短的HDMI cable,现象比例会减少。$ k7 q9 }& u9 P& X( h9 E
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分析:拿到样机后,先再次做常规ESD测试,确定OK,确认样机可以承受ESD效应。那么出现问题可能是因为热插拔导致的直接放电,或者插拔引起的Surge。
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实验验证:将样机进行直接静电放电,发现+/-3.5KV时,CPU烧掉,另外,对信号线做Surge测试,2KV时,CPU烧掉,确定问题是由直接放电和Surge引起的。' z9 K# K* v% ?2 p% L
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疑问:这批机器HDMI端口已经加上的TVS器件(暂且称这颗料为A),且具有一定的Surge能力,为什么还会因为直接放电和Surge导致CPU烧掉呢??答案只有一个:器件的选型有问题。5 H$ \( ?6 Z. s7 I8 L7 n& o
为了验证这个疑问,我们换用另外一款参数更好的TVS(暂且称这颗料为B),测试结果为:ESD直接放电:+/-5KV OK,Surge: 3KV OK,ESD和surge能力明显提升。让工厂对100台样机换料做HDMI插拔实验,未发现上述现象,确定使用这颗TVS可以解决该问题,后来大批量更换TVS B后,没有发现CPU烧掉的现象,问题圆满解决。! u8 W1 l* u- ]3 \, Z2 U
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下面比较以下A和B的参数,看看其中的原因到底为何?
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$ n5 Q9 [5 l0 j- d8 n0 R. W; D 1.A和B的封装,Vrwm,Vbr,Vop都相同,容值相当,这几个参数不是原因所在;
) j) s' {5 v/ b9 M4 @ 2.静电能力有差异:TVS A:Vclamp=12V,MAX Air/Contact=15KV/10KV; TVS B:Vclamp=10.5V,MAX Air/Contact=15KV/12KV;这是导致直接放电失效的原因; ^* X8 ^; k- h$ [" Z1 i* H. a6 T2 N
3.Surge能力相差较大,TVS A:Ipp=2A;TVS B: Ipp=4A,B是A的2倍,这是surge失效的原因。
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总结:
! U4 T" }' `! s: @( O 根据常规情况来看,选用TVS A完全没问题,但由于电路设计的不合理,导致Surge过大,常规器件已经不再适用,所以学会看TVS参数,适用合适的器件是关键。
, h. |5 X6 i0 a' S" C) i: S 这里使用的TVS B价格大约是TVS A的1.5倍,所以有时为了Cost down,会被迫Cost up,而且重要的是要加班解决问题~~! `$ Z, x! C/ S( c/ R9 }
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使用TVS注意事项:
/ G, {3 t4 f) w; o' b- M 1.热插拔接口,特别是USB,HDMI要使用TVS管,市场上的压敏电阻,高分子材料,玻璃陶瓷等ESD器件不具备surge能力,且存在老化现象,使用需谨慎;$ p( C- r& G, D ]/ Z
2.Vclamp越小越好;
) ]7 ]8 ]- W! s( d 3.Ipp越大越好;
+ h& E' b T0 H1 H2 y7 ?( o# {+ t 4.Ppp不一定越大越好,需要综合看Vclamp和Ipp;9 f! e _% P$ a( L" k) Z5 E
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案例二:(简述)8 K5 y N1 D/ n
平板电脑,插拔USB时,出现重启。
/ e" \; E- \ e, U5 p+ r 解决方案:增加TVS和共模电感。
8 [! ]% {* B5 w8 s* c' J7 D7 ?! Q 总结:共模电感是由线圈组成,所以它对EMI和EMS都有好处,切忌这样的误区:共模电感是给辐射(EMI)用的,对ESD(EMS)没用。
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