方案簡介

KEY按鍵是電子設(shè)備中常見的輸入設(shè)備之一，其原理簡單，常見于許多應(yīng)用,包括手機、汽車和人機界面 (HMD)。KEY按鍵通常由按鍵帽、彈簧、觸點等部分組成。當按鍵被按下時，按鍵帽推動彈簧使觸點閉合，從而改變電路中的電平狀態(tài)（通常是從高電平變?yōu)榈碗娖剑?，這個電平變化被微控制器或其他電路檢測并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的操作指令。

KEY按鍵的應(yīng)用場景具備大面積接觸區(qū)域，為 ESD 進入系統(tǒng)提供低阻抗路徑，面臨著靜電放電（ESD）的潛在威脅。由于按鈕在人機交互中的核心作用，集成ESD保護二極管于系統(tǒng)中顯得尤為重要，能有效避免下游電路受瞬態(tài)電壓的侵害。為確保系統(tǒng)整體對ESD沖擊的抵御能力，在挑選適宜的ESD保護二極管時，必須細致考量按鈕接口的獨特屬性與需求。

KEY ESD保護要求

在為KEY按鍵選擇ESD保護器件時我們需要考慮如下要求：

工作電壓

保護二極管的反向工作電壓 (VRWM)必須大于受保護系統(tǒng)的工作電壓。

極性

可以使用一個單向或雙向二極管來保護系統(tǒng)。當線路上只有正電壓時,建議使用單向二極管。單向二極管還會鉗位在較低電壓以應(yīng)對負 ESD 沖擊，當應(yīng)用對負電壓沖擊的耐受性較低時,這是一項優(yōu)勢。當存在正電壓或負電壓時，建議使用雙向二極管。

鉗位電壓

可能有許多不同的系統(tǒng)在使用一個按鈕或鍵盤。這導(dǎo)致 ESD 二極管的鉗位電壓取決于按鈕的下游電路。

電容

按鈕通常位于低速和低電壓的數(shù)據(jù)線上，信號速度較低，因此在選擇 ESD 保護器件時,推薦使用常規(guī)電容的器件。

IEC 61000-4-2 等級

IEC 61000-4-2 測試標準定義了實際的 ESD 沖擊。該標準包含兩項測量:接觸放電和空氣間隙放電。接觸和空氣間隙等級越高，器件能夠承受的電壓就越高。對于按鈕、鍵盤和側(cè)鍵,建議觸點采用最低 IEC61000-4-2 等級,即 8kV。由于空氣間隙放電是按鈕上更為突出的 ESD 形式,因此建議使用 15kV 或更高的 IEC 61000-4-2 等級。

應(yīng)用示例

我們?yōu)镵EY按鍵推薦了三款常規(guī)電容ESD防護器件，型號分別為SENC5D5V1BA、SENC2F5V1BA和SENC2X5V1BA。三款器件都為單通道雙向保護器件，一個ESD器件可以對單條線路進行靜電防護。客戶可根據(jù)線路情況進行選擇。

SENC5D5V1BA的工作電壓為5V，鉗位電壓為8.5V，結(jié)電容為15pF，SOD-523封裝，符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4 規(guī)范，在 ±25kV（空氣）和 ±25kV（接觸）下提供瞬變保護。

SENC2F5V1BA的工作電壓為5V，鉗位電壓為10V，結(jié)電容為10pF，DFN1006-2L封裝，符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4 規(guī)范，在 ±30kV（空氣）和 ±30kV（接觸）下提供瞬變保護。

SENC2X5V1BA的工作電壓為5V，鉗位電壓為10V，結(jié)電容為12pF，DNF0603-2L封裝，符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4 規(guī)范，在 ±25kV（空氣）和 ±25kV（接觸）下提供瞬變保護。

型號參數(shù)

電氣特性表

At TA = 25℃ unless otherwise noted

表1 SENC5D5V1BA電氣特性表

表2 SENC2F5V1BA電氣特性表

表3 SENC2X5V1BA電氣特性表

總結(jié)與結(jié)論

KEY按鍵在生活和生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，其靜電保護能力也對后續(xù)電路的穩(wěn)定性十分重要。ELECSUPER SEMI研發(fā)各種低電容低鉗位電壓的ESD和TVS保護器件，可按照客戶需求性能與封裝提供定制化開發(fā)服務(wù)，為各種接口及通信線路提供值得信賴的保護器件。以上解決方案是保護KEY按鍵電路的優(yōu)選之策，確保電路系統(tǒng)的有序與穩(wěn)定。

審核編輯 黃宇