保护可穿戴技术创新的三线电路保护

        现在的可穿戴电子产品保护器件要求更低的电容，更低的钳位电压和更小巧尺寸。
也许有人告诉你不要轻易流露感情。但现在有种技术能够让你从袖子上监视你的内心。
我们现在讨论的是可穿戴电子产品或可穿戴计算－市场上最畅销的电子产品。可穿戴设备是一种交互设备，通常追踪或监控关于佩戴者的信息。受欢迎的这套可穿戴品包括智能眼镜、戒指/ 指戴扫描仪、鞋类、手戴饰物(如电子手表和腕带)、领带、发带、和即将到来的“智能纺织品。”
虽然它可能看起来像是科幻小说，这套智能眼镜和健身腕带的可穿戴品正迅速成为我们日常生活的一部分。通过参考网址tomarketsandmarkets.com，可穿戴技术市场将在2018年值83.6亿美元。这篇文章指出手戴饰物在2012年占市场收入的最大份额，最成熟的可穿戴电子产品总收入超过8.5亿美元。
可穿戴技术对电路设计人员而言，是一种有趣的挑战。为什么？想想这些设备被设计成与消费者密切相关的产品。因为他们是直接通过接触皮肤进行穿戴，极大的暴露风险是使用者产生的静电。不幸的是，即使最简单的人类接触可极可以生成短暂的静电放电（ESD）。如果没有适当的保护，任何传感器电路、蓄电池充电接口、按钮、或数据输入输出可以为ESD提供进入可穿戴设备的路径，对电子产品造成不可挽回的伤害。
幸运的是，像力特这样的公司不断投资于新工艺的开发，继续加强他们半导体ESD保护器件。可穿戴设备制造商受益于专业提供的电路保护技术，因为他们有助于提高产品的安全性和可靠性。
想想某些近期有益于可穿戴技术市场的组件创新：
● 较低的电容来避免干扰高速数据传输。ESD保护器件必须提供不干扰日常功能的的电路保护。例如，在射频接口（如蓝牙或无线局域网)或象USB2.0的有线端口，ESD保护器不能造成信号失真或数据信号强度损失。为了保证信号完整性，ESD保护器的电容必须被最小化，而不减弱保护水平。Littelfuse SP3022系列TVS二极管 (图1) 具有0.35 pF极低电容值的特点，确保它对高速信号，保持“隐形”状态。


图1. Littelfuse SP3022系列TVS二极管具有0.35 pF极低电容值的特点

● 利用较低的钳位电压来保护最敏感电路。如果发生ESD放电事件，ESD保护器的主要工作是尽可能转移和消散ESD瞬态电压。该特点通过静电脉冲时减少状态阻力或动态阻力，得到改善，通过ESD保护器比被保护电路携带的冲击电流更多。通过这样做，它减少了集成电路上的静电释放压力，并确保其生存。例如，Littelfuse SP3014系列TVS二极管阵列（图2）有低于0.1Ω的动态电阻值，提供最佳的低钳位性能。


图2. Littelfuse SP3014系列TVS二极管阵列有低于0.1Ω的动态电阻值

● 更小巧的尺寸，以适应可穿戴设备中有限板的可用空间。无论保护器件如何高性能运转，如果不能适应具体的应用环境，也是没有用的。可穿戴设备变得更薄、更小，电路板会有最小的可用空间，以适应ESD保护方案。分离器件的保护方案是最好解决该潜在设计挑战的途径，因为他们给设计工程师提供特殊电路板布局的灵活性。源于力特的SP1020（30pF）和SP1021（6 pF）系列二极管在01005封装尺寸内，将他们占据的空间量降到最低。此外，应用在节约空间0.94 x 0.61毫米的封闭尺寸中，SP1012系列(图3)拥有5路保护，最大的减少了保护器件的数量以及最小的引脚数量。


图 3. SP1012 系列五通道双向TVS二极管阵列提供强而有力的保护，抵抗具有破坏性的静电放电

很明显，可穿戴技术深入人心。可穿戴设备将继续挑战设计师，设计师必须确保他们正如预期的那样运行，无论用户的活动水平如何，或他们受ESD瞬变的影响如何。ESD保护器件制造商将继续开发不会干扰可穿戴设备核心功能的保护技术—有助于可穿戴设备制造商向消费者传递可靠性和价值。