Suppression des décharges électrostatiques sur les microcontrôleurs au niveau de la carte

Importance des tests CEM pour les microcontrôleurs

Les tests CEM permettent d'identifier les problèmes CEM potentiels rencontrés en pratique par les microcontrôleurs. Les décharges électrostatiques (DES) constituent un problème particulièrement important pour les systèmes intégrant des microcontrôleurs. Les DES peuvent être générées de diverses manières, par exemple par l'électricité statique qui s'accumule sur les personnes ou par l'électricité de friction qui se développe sur les convoyeurs, les machines d'emballage, etc.

Problème d'immunité aux DES dans les microcontrôleurs

Un problème CEM survient sur une carte microcontrôleur lors d'un test CEM utilisant la méthode de test IEC 61000-4-2 / ​​HMM. Le microcontrôleur embarqué se bloque après qu'un générateur de DES a appliqué une décharge sur une bande métallique.

Description du problème

L'entretoise métallique sur laquelle la décharge a été appliquée est adjacente au microcontrôleur, au niveau des circuits PLL et de l'oscillateur à quartz. Les interférences peuvent entraîner deux types de pannes :

• Les circuits de l'oscillateur à quartz se bloquent pendant quelques microsecondes ou millisecondes.
• L'alimentation de la PLL se verrouille à la fréquence maximale possible, ce qui provoque une panne du microcontrôleur.

Analyse des pannes et méthodes de test

Une panne du microcontrôleur est visualisée par l'extinction de la LED d'alimentation. Les interférences dans le circuit de l'oscillateur à quartz peuvent entraîner de graves problèmes de transmission de données.

Méthode de test

Pour l'analyse des pannes, une source de champ est utilisée afin de générer des champs locaux de l'intensité requise. Les tests sont effectués à l'aide d'une source de champ générant un faisceau d'environ 4 mm de diamètre.

Mesures CEM pour le dépannage

Pour les applications pratiques, les solutions suivantes peuvent être envisagées :

• Déplacer le circuit intégré sur la carte microcontrôleur afin d'augmenter la distance entre les circuits PLL et oscillateur à quartz et l'entretoise métallique.
• Modifier la conception mécanique en déplaçant l'entretoise métallique dans une zone non critique.
• Utiliser une entretoise en matériau non conducteur.
• Un boîtier en plastique permettant d'éliminer l'influence de l'entretoise métallique.
• Blinder les circuits intégrés concernés.
• Utiliser un circuit intégré suffisamment robuste.

Conclusions et recommandations

Le programmeur doit posséder une expérience en CEM et des compétences pratiques en matière d'utilisation de sources de champ pour la suppression des interférences. En cas de problèmes de CEM, il est également recommandé de participer à des séminaires expérimentaux ou de solliciter l'aide de consultants CEM expérimentés.