保護可穿戴技術(shù)創(chuàng)新的三線電路保護

現(xiàn)在的可穿戴電子產(chǎn)品保護器件要求更低的電容，更低的鉗位電壓和更小巧尺寸。

也許有人告訴你不要輕易流露感情。但現(xiàn)在有種技術(shù)能夠讓你從袖子上監(jiān)視你的內(nèi)心。

我們現(xiàn)在討論的是可穿戴電子產(chǎn)品或可穿戴計算-市場上最暢銷的電子產(chǎn)品?？纱┐髟O(shè)備是一種交互設(shè)備，通常追蹤或監(jiān)控關(guān)于佩戴者的信息。受歡迎的這套可穿戴品包括智能眼鏡、戒指/ 指戴掃描儀、鞋類、手戴飾物(如電子手表和腕帶)、領(lǐng)帶、發(fā)帶、和即將到來的“智能紡織品。”

雖然它可能看起來像是科幻小說，這套智能眼鏡和健身腕帶的可穿戴品正迅速成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠?。通過參考網(wǎng)址tomarketsandmarkets.com，可穿戴技術(shù)市場將在2018年值83.6億美元。這篇文章指出手戴飾物在2012年占市場收入的最大份額，最成熟的可穿戴電子產(chǎn)品總收入超過8.5億美元。

可穿戴技術(shù)對電路設(shè)計人員而言，是一種有趣的挑戰(zhàn)。為什么?想想這些設(shè)備被設(shè)計成與消費者密切相關(guān)的產(chǎn)品。因為他們是直接通過接觸皮膚進行穿戴，極大的暴露風(fēng)險是使用者產(chǎn)生的靜電。不幸的是，即使最簡單的人類接觸可極可以生成短暫的靜電放電(ESD)。如果沒有適當(dāng)?shù)谋Ｗo，任何傳感器電路、蓄電池充電接口、按鈕、或數(shù)據(jù)輸入輸出可以為ESD提供進入可穿戴設(shè)備的路徑，對電子產(chǎn)品造成不可挽回的傷害。

幸運的是，像力特這樣的公司不斷投資于新工藝的開發(fā)，繼續(xù)加強他們半導(dǎo)體ESD保護器件?？纱┐髟O(shè)備制造商受益于專業(yè)提供的電路保護技術(shù)，因為他們有助于提高產(chǎn)品的安全性和可靠性。

想想某些近期有益于可穿戴技術(shù)市場的組件創(chuàng)新：

● 較低的電容來避免干擾高速數(shù)據(jù)傳輸。ESD保護器件必須提供不干擾日常功能的的電路保護。例如，在射頻接口(如藍牙或無線局域網(wǎng))或象USB2.0的有線端口，ESD保護器不能造成信號失真或數(shù)據(jù)信號強度損失。為了保證信號完整性，ESD保護器的電容必須被最小化，而不減弱保護水平。Littelfuse SP3022系列TVS二極管 (圖1) 具有0.35 pF極低電容值的特點，確保它對高速信號，保持“隱形”狀態(tài)。

圖1. Littelfuse SP3022系列TVS二極管具有0.35 pF極低電容值的特點

● 利用較低的鉗位電壓來保護最敏感電路。如果發(fā)生ESD放電事件，ESD保護器的主要工作是盡可能轉(zhuǎn)移和消散ESD瞬態(tài)電壓。該特點通過靜電脈沖時減少狀態(tài)阻力或動態(tài)阻力，得到改善，通過ESD保護器比被保護電路攜帶的沖擊電流更多。通過這樣做，它減少了集成電路上的靜電釋放壓力，并確保其生存。例如，Littelfuse SP3014系列TVS二極管陣列(圖2)有低于0.1Ω的動態(tài)電阻值，提供最佳的低鉗位性能。

圖2. Littelfuse SP3014系列TVS二極管陣列有低于0.1Ω的動態(tài)電阻值

● 更小巧的尺寸，以適應(yīng)可穿戴設(shè)備中有限板的可用空間。無論保護器件如何高性能運轉(zhuǎn)，如果不能適應(yīng)具體的應(yīng)用環(huán)境，也是沒有用的。可穿戴設(shè)備變得更薄、更小，電路板會有最小的可用空間，以適應(yīng)ESD保護方案。分離器件的保護方案是最好解決該潛在設(shè)計挑戰(zhàn)的途徑，因為他們給設(shè)計工程師提供特殊電路板布局的靈活性。源于力特的SP1020(30pF)和SP1021(6 pF)系列二極管在01005封裝尺寸內(nèi)，將他們占據(jù)的空間量降到最低。此外，應(yīng)用在節(jié)約空間0.94 x 0.61毫米的封閉尺寸中，SP1012系列(圖3)擁有5路保護，最大的減少了保護器件的數(shù)量以及最小的引腳數(shù)量。

圖 3. SP1012 系列五通道雙向TVS二極管陣列提供強而有力的保護，抵抗具有破壞性的靜電放電

很明顯，可穿戴技術(shù)深入人心。可穿戴設(shè)備將繼續(xù)挑戰(zhàn)設(shè)計師，設(shè)計師必須確保他們正如預(yù)期的那樣運行，無論用戶的活動水平如何，或他們受ESD瞬變的影響如何。ESD保護器件制造商將繼續(xù)開發(fā)不會干擾可穿戴設(shè)備核心功能的保護技術(shù)—有助于可穿戴設(shè)備制造商向消費者傳遞可靠性和價值。