改善基于微控制器的应用的瞬态免疫性能

家电制造业的竞争日益激烈，市场调整压力越来越大，原始设备制造商们（OEM）为了面对这一挑战，必须在满足电磁兼容性的条件下，不断降低产品的成本。由于强调成本控制，为防止由电源和信号线的瞬变所产生的电器故障而实施必要的瞬态免疫保护，对于家电设计者来说变得更具挑战性。由于传统的电源设计和电磁干扰（EMI）控制措施为节约成本让路，家电设计者必须开发出新的技术来满足不断调整的电磁兼容（EMC）需求。本应用笔记探讨了瞬态电气干扰对嵌入式微控制器（MCU）的影响，并提供了切实可行的硬件和软件设计技术，这些技术可以为电快速瞬变（EFT）、静电放电（ESD）以及其它电源线或信号线的短时瞬变提供低成本的保护措施。虽然这种探讨是主要针对家电制造商，但是也适用于消费电子、工业以及汽车电子方面的应用。 低成本的基于MCU 的嵌入式应用特别容易受到ESD 和EFT 影响降低性能。即使是运行在较低时钟频率下的微控制器，通常对快速上升时间瞬变也很敏感。这种敏感性归咎于所使用的工艺技术。如今针对低成本8/16位的MCU的半导体工艺技术所实现的晶体管栅极长度在0.65 μm～0.25 μm范围内。此范围内的栅极长度能产生和响应上升时间在次纳秒范围内（或超过300 MHz 的等同带宽）的信号。因此， MCU 能够响应进入其引脚的ESD 或EFT 信号。除上述工艺技术之外， MCU 在ESD 或EFT 事件中的性能还会受到IC 设计及其封装、印刷电路板（PCB）的设计、MCU 上运行的软件、系统设计以及ESD 或EFT 波形特征的影响。各因素的相对影响（强调对最大影响的贡献）如图1 所示。