十年硬件工程师分享：常见智能硬件电路防护方法

十年硬件工程师分享：常见智能硬件电路防护方法

引用

CSDN

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https://blog.csdn.net/Larry2016107/article/details/146343531

在智能硬件设计中，电路防护是一个至关重要的环节。一位拥有十年经验的硬件工程师分享了三种常见的电路防护方法：电源防反接、电源输入过流保护和ESD防护。这些防护措施能够有效提升设备的可靠性和使用寿命。

一、电源防反接

电源防反接是智能硬件设计中常见的防护需求。以下是两种常用的实现方法：

使用二极管

利用二极管的单向导通特性，常用肖特基二极管，如SS54等。

• 优点：简单易用，只需一个元器件即可实现。
• 缺点：有一定导通压降，电流大时容易发热。

使用MOS管

可以通过栅极控制导通情况，NMOS和PMOS均可使用。

• 优点：MOS管内阻小，可通过更大的电流，导通可控。
• 缺点：需控制VGS的电压范围，电源较高时，需外接多个元器件。

二、电源输入过流保护

使用自恢复保险丝

自恢复保险丝的工作原理如下：

1. 正常情况下，保险丝呈低阻态，保证电路正常工作。
2. 当电路中发生短路或串入异常大电流时，自恢复保险丝的自热使其阻抗增加，把电流限制到足够小，起到过流保护作用。
3. 当异常大电流排除后，保险丝自热不足以维持高阻态，其阻抗又会恢复到低阻态状态。
4. 当外接环境温度升高时，也可起到过温保护作用。

三、ESD防护

静电放电（ESD）防护是智能硬件设计中另一个重要的防护环节。以下是几种常见的ESD防护措施：

1. 在电路设计上，容易接触到芯片IO口或者外接接口上增加防静电的ESD器件；
2. 在产品生产过程中，工作人员佩戴静电手环，穿防静电服等；
3. 机器主板的地与金属外壳之间尽量有连接，如螺丝孔，或者贴导电棉，导电布等；
4. 使用ESD保护二极管

ESD保护二极管经常被使用在电路中，它们的主要作用是保护其他电子设备免受静电放电（ESD）的破坏，ESD保护二极管一般是放置在接口插座附近，且是连接在数据传输线与地之间。

ESD保护管类型：单向/双向，1路或多路；
ESD保护二极管的优点：响应速度快（结电容小，最小0.1pF左右），瞬态功率大，漏电流小（小于0.1nA），击穿电压偏差小，钳位电压易控制，无损坏极限，体积小等。

在智能硬件设计开发过程中，以上电路的防护尤其要注意，只有做了充分防护，智能终端设备在使用过程中才能减少不必要的故障。