КорзинаЧто такое электростатический разряд и чем он нам грозит? Большинство из нас понятия не имеет о значении этого словосочетания и тем не менее живет спокойно. Но если вы купили оборудование Ubiquiti, то вас уже нельзя отнести к большинству. Вы становитесь частью команды профессионалов, которая имеет четко поставленные цели и знает прямой путь к их достижению. Теперь вам необходимо начать разбираться в физических процессах, происходящих с вашим оборудованием, использовать их в своих интересах, получать от этого выгоду.
Электростатический разряд (ElectroStatic Discharge) — ESD, является губительным для современной электроники.
ESD это миниатюрная молния, проскакивающая между поверхностями с различным уровнем электрического потенциала. Как и любая молния в нашем мире, ESD — это такая же губительная молния в микромире. Современная электроника настолько миниатюрная, что даже небольшой электростатический разряд выжигает электронные элементы в дым. А если и не целиком, но частично, то в любом случае дальнейшая деградация параметров неминуемо приведет к поломке прибора.
Возможно не все знают, но уже давно существует теоретическое обоснование происходящих процессов, математические и электрические модели процесса ESD, рекомендации к защите от различных видов микро молний. Читайте описания этих моделей дальше и будьте готовы встретить их влияние на практике.
Причина № 1: Человеческое тело.
Мы не зря ставим эту причину на первое место. Подавляющее большинство выгорания современных микросхем происходит по причине невежества их хозяев. Из курса школьной физики мы должны знать, что наше тело является неким подобием электрического конденсатора. Оно обладает площадью, разными структурами поверхностей, сопротивлением, индуктивностью, ёмкостью. В процессе жизнедеятельности мы невольно заряжаемся и разряжаемся на окружающие предметы. Иногда это заметно, иногда нет. Накопленного на наших пальцах электричества вполне хватает для убийства крохотных транзисторов внутри микросхем. Измерения в лаборатории показывают, что напряжение разряда между телом человека и заземленными деталями легко достигает 4 Киловольт, а ёмкость нашего конденсатора составляет порядка 500 пФ, что позволяет«убивать и выжигать» микроэлементы внутри корпуса микросхемы в момент его касания. И хотя этот разряд длится десятые доли наносекунд, поверье, этого вполне достаточно.
Рекомендация № 1: Перед любыми работами с электронными приборами необходимо принять меры к снятию статического электричества с вашего тела. Это должны быть заземляющие браслеты, металлизированные перчатки, одежда без профессионалов, которая имеет четко поставленные цели и знает прямой путь к их достижению. Теперь вам необходимо начать разбираться в физических процессах, происходящих с вашим оборудованием, использовать их в своих интересах, получать от этого выгоду.
Электростатический разряд (ElectroStatic Discharge) — ESD, является губительным для современной электроники.
ESD это миниатюрная молния, проскакивающая между поверхностями с различным уровнем электрического потенциала. Как и любая молния в нашем мире, ESD — это такая же губительная молния в микромире. Современная электроника настолько миниатюрная, что даже небольшой электростатический разряд выжигает электронные синтетических материалов, касание заземленных металлических поверхностей руками перед работой.
Причина № 2: Механическая модель.
В целом, эта модель аналогична предыдущей с той лишь разницей, что разность потенциалов возникает не за счет жизнедеятельности человека, а за счет механического трения различных поверхностей, которые образуют окружающие нас предметы. Применительно к нашему случаю — это например трение незакрепленного кабеля снижения о крышу, переноска приборов в электризующейся упаковке и последующий монтаж, протягивание кабеля руками в перчатках и т.п. Возможно, не все принимают следующие причины всерьёз, но для определённых регионов вполне ощутимыми источниками статического электричества на уличных приборах выступают запылённый воздух — трение частиц пыли легко и просто электризует пластиковые поверхности. То же относится и к снеговым зарядам, к дождевым каплям, особенно в грозу.
Рекомендация № 2: Как и в предыдущем случае — принимать меры к снятию статического электричества с корпусов приборов и окружающих предметов перед монтажом любого оборудования и в процессе эксплуатации. Тщательно заземлять корпуса всех участвующих во взаимодействии устройств. Следить за исключением самой возможности электризации любых элементов конструкции, приборов, крепежа.
Причина № 3: Модель заряженного устройства.
Имея дело с электрическими приборами, никогда не нужно сбрасывать со счетов электромагнитные процессы, происходящие между элементами или внутри конструктивов элементной базы. Иными словами, вокруг катушек индуктивности неизбежно возникают переменные электромагнитные поля, вокруг конденсаторов — поля постоянной электромагнитной напряженности, импульсные диоды создают вибрирующие поля, работающие микросхемы создают поля, распределенные по достаточно большой площади. Добавьте сюда емкостные способности обычных на первый взгляд изолированных проводников, соединяющих элементы монтажа, внутренние пластиковые поверхности корпуса, шины питания и выходные каскады.
Не трудно представить себе ситуацию, когда все эти поля начнут взаимодействовать между собой. Они могут, как взаимно уничтожиться, так и сложиться! В результате ESD может возникнуть внутри самого устройства между рабочими элементами, никак не проявляясь внешне. Только с течением времени станет ясно, что прибор перестал функционировать штатно, либо вовсе отказал.
Рекомендация № 3: Перед массовым производством потребительского оборудования, любой уважающий себя разработчик проводит тесты. Получение сертификата СЕ (Consumer Electronics) предполагает отсутствие возможности возникновения условий для электромагнитного разряда внутри устройства, при соблюдении потребителем указанных условий эксплуатации! Пожалуйста, используйте купленное вами устройство только в рекомендованных производителем условиях окружающей среды. Иначе быть беде.
Причина № 4: Модель заряженного кабеля.
Все мы по много раз подключали одни свои устройства к другим различными кабелями. Но мало кто понимает, что частой причиной выгорания входных каскадов оборудования является соединение контактов с кабелем. Емкость вашего обычно лежащего на столе десятиметрового кабеля составляет порядка 100 пФ и может вызвать электростатический разряд напряжением до 1 кВ. При этом рассеивается около 500 мкВт энергии, что во много раз больше, чем в описанных выше моделях. Разрядный ток, протекающий через соединение заряженного кабеля и контакты входных цепей прибора, нередко достигает 10А. Задумайтесь! Вы сами убиваете свое устройство, даже не начав его эксплуатировать. Огромная молния в микромире вашего устройства выжигает всё на своём пути, никак не проявляясь внешне. Невозможно избежать посторонних наводок в кабеле. Он как вторичная обмотка трансформатора собирает на себе внешние электромагнитные поля, радостно отдавая их в ваши микросхемы. Единственная возможность избежать смерти устройства на ваших руках — следовать нашим рекомендациям.
Рекомендация № 4: Всегда, повторим ещё раз — всегда использовать экранированный Tough Cable при подключении одних устройств к другим. При этом в обязательном порядке должна соблюдаться технология подключения: сначала проводится надежное заземление концов кабеля и только потом — коммутация. Многие десятки людей наплевательски отнеслись к этой рекомендации, а потом не могли найти причину смерти своих железок. Не будьте похожи на них, используйте рекомендации специалистов. Мы работаем для вашего блага.
Причина № 5: Модель импульса линии передач.
Рассмотренные выше модели предполагаю возникновение неприятных воздействий с внешней по отношению к вашему устройству стороны. Мы готовы защищаться от молний, атак врагов, метелей и буранов. Однако никто из нас не ждет удара ножом в спину. Это выражаясь образно. Другими словами мы привыкли всегда слепо доверять бытовой розетке переменного тока, торчащей из стены нашего дома или офиса. Почему-то все уверены, что там только 220 Вольт, течение тока стабильно и ламинарно. Иногда это так. Но иногда, в самый неожиданный момент, происходит перекос фаз на генераторе, отключается нулевой провод, подключается мощная индуктивная нагрузка или выключается соседская микроволновка, гремит гром и сверкают молнии за многие километры от вас. Всё это приводит не только к броску питания в вашей питающей фазе. Имеются свидетельства возникновения наводок в линиях передач, непосредственно не задействованных с возмущёнными фазами, но «перехватывающие» от них помехи, всплески, возмущения.
Рекомендация № 5: Никогда не доверяйте публичным линиям передач. Они коварны и непредсказуемы. Ваш собственный сетевой фильтр в парес резервным UPS обеспечат гораздо больший срок жизни дорогого оборудования, чем это происходит у беспечных владельцев.
В этом материале мы предприняли попытку донести до вас мысль о том, что не всё так просто в нашем мире. Полагаться на русский «авось» могут только те, кто не несет никакой ответственности за бесперебойную работу построенных им сетей. Кто может покупать новое и новое оборудование, тратить кучу времени на его монтаж и настройку. Для всех остальных должно стать очевидным, что только соблюдение рекомендаций профессионалов своего дела даст действительно стабильный и гарантированно надёжный результат.
© ubnt
