Це дивовижне запитання, оскільки воно торкається двох речей, до яких «початківці» (якщо я можу) часто не мають хорошого почуття:
- Наскільки важливий електричний захист та кондиціонування
- Куди поставити електричний захист
Ось що ви повинні зробити:
You should protect any outgoing and incoming electrical signals that a user will touch
Будь-які лінії вводу / виводу, які виходять з вашої плати, можуть бути підключені до джерела ОУР - будь то інший пристрій або людина. Найпростіший спосіб захистити чисті виходи - це буфер їх за допомогою воріт (партії серії 74 та 4000 для цього), або у випадку аналогового виходу підсилювач. Для чистого входу вам потрібно використовувати резистор zener / TVS + серії як найпростіший спосіб захисту таких ліній.
Однак ви також повинні мати на увазі, що більшість, якщо не всі, мікроконтролери та інші пристрої, якими ви хочете скористатися, мають вбудований захист ОУР, іноді справді дуже хороший матеріал. У них є як (мікро) стабілітра, так і шоткі-земля / шоткі-до-Vcc, що в основному бере на себе всі ваші турботи. Для того, щоб вдосконалити свою конструкцію, ви все ще можете додати серійні резистори близько 1 км на вихідні та вхідні лінії - якщо це не впливає на роботу.
Слово попередження: той факт, що всі входи / виходи MCU CMOS мають захист, не означає, що всі виходи мають цей захист. Наприклад, виходи з відкритим зливом (часто використовуються для периферійних пристроїв I2C), як відомо, не відрізняються від ОУР і вимагають додаткового введення захисту.
Також дуже чутливі до ESD лінії USB. Однак, стандартної стабілітрони і особливо ТВС не вистачить через порівняно високу ємність цих пристроїв. Швидкісним автобусам потрібні спеціальні захисні діоди, наприклад NXP PRTR5V0U4D. Ці пристрої - це просто діоди шоткі, які йдуть до ваших силових рейок, тому вам потрібно додатково захистити електроживлення, якщо ви цього ще не зробили!
You should protect and condition all incoming power lines
Лінії електропередач - це ваш найгірший ворог, коли мова йде про руйнівні події. Звичайно, несправність на вашій платі може призвести до надлишкового струму та виникнення пожеж - саме для цього ми використовуємо запобіжники. Завжди запобіжник, якщо ви очікуєте, що такий сценарій буде можливим. Не ймовірно - достатньо лише можливості. Не турбуйтеся про рейтинг запобіжників, його не потрібно чітко відповідати очікуваному поточному розіграшу вашої плати. Єдина функція запобіжників - запобігання пожежам , тому переконайтеся, що це робиться!
Однак безперервний високий струм - це не єдине, що може статися з лініями електропередач. Вхідні лінії електропередач часто є довгими проводами з пов'язаною з ними високою індуктивністю - часто в порядку µH або десятки мкГн. Якщо у вас є програма, яка споживає 1А, це означає, що в стаціонарному стані ця (паразитна) індуктивність буде міститиЕ= 12Л я2, що буде в порядку µJ з цією лінією електропередач. Якщо користувач зараз раптово відключає лінію електропередачі, поточний шлях перервано, але все ж є така енергія в лінії електропередачі, яку вона повинна втратити. Спосіб розряду цієї енергії здійснюється за допомогою іскри, яка відбувається одразу після відключення пристрою - ви, ймовірно, бачили цю «індуктивну ударну іскру» раніше, коли підключали або відключали пристрої. Навіть незважаючи на те, що енергія часто становить лише 1-100 мкДж, при розряді в шину з низькою ємністю це може спричинити небезпечні сплески високої напруги, які шкодять мікроелектроніці.
Ось чому на лініях електропередач є доброю практикою включити телевізор або MOV. Звичайно, деякі об'ємні ємності також дуже вітаються.
On-board protection and conditioning is very seldomly necessary
Початківці часто скрізь горять із запобіжниками та захисними пристроями. Це не обов'язково, особливо якщо немає можливості користувач або інше джерело ОУР коли-небудь торкнутися цих рядків. Те саме стосується захисту EMI - часто просто не потрібно, і якщо у вас є проблема EMI, зазвичай є кращі способи їх вирішення (наприклад, зменшення опору джерела / навантаження з припиненням або буферизацією).