电磁兼容(EMC):静电放电(ESD)抗扰度试验深度解读(二)

embedded/2024/10/19 9:41:02/

目录

1. 测试方法不同

2. 放电电极不同

3. 模拟的场景不同

4. 试验电压不同

5. 解决方案不同


        做产品的硬件设计有没有必要了解静电抗扰度试验测试方法的一些要点?答案是非常有必要。以空气放电与接触放电方法为例,两种测试方法的干扰主要方式不同,并且对同一产品的不同地方进行测试,标准里都有明确的要求。而在产品的结构与硬件设计过程中,便可以结合静电测试方法针对性的给出最优方案。这也便是知己知彼,方能百战不贻。本文详细解读了两种测试方法的不同点,供大家参考。

除非在通用标准、产品标准或产品类标准中有其他规定,静电放电只施加在正常使用时人员可接触到的受试设备上的点和面。

1. 测试方法不同

首先就是测试方法不同,即测试手法不同。以下是两种方法的标准定义

空气放电方法 air discharge method

将试验发生器的充电电极靠近受试设备直至接触到受试设备的一种试验方法。

接触放电方法contact discharge method

试验发生器的电极保持与受试设备的接触并由发生器内的放电开关激励放电的一种试验方法。

可直观看出两者差别在于,空气放电是先给充电电极充电,从不接触受试设备开始,再缓慢靠近受试设备,最后接触到受试设备。而接触放电则是充电电极从一开始就一直接触受试设备,从没离开过。在实际测试过程中,常常会遇到一些测试人员使用不规范的测试手法,特别是空气放电,会有直接将充电电极接触到受试设备上一直放电;或者是很靠近受试设备才给充电电极充满电,亦或给充电电极充了好几次电后再靠近受试设备。以上测试方法都属于不规范的,但这样的测试方法很受一些企业的青睐。测试方法虽然不标准,但从一定程度上加强了空气放电的严苛性。所以某些对产品可靠性要求高的企业便会将这些非标准方法制定为企业标准。

2. 放电电极不同

标准里的充电电极与放电电极是同一事情,只是从两个不同的工作状态来定义。充电电极是将发生器给电极充电,放电电极是指电极给受试设备放电。

如下图示,圆头的是空气放电的放电电极;尖头的是接触放电的放电电极

3. 模拟的场景不同

空气放电模拟的典型场景便是人体带电,伸出一圆圆手指去戳某一绝缘外壳或产品开孔处。

而接触放电模拟的典型场景是人手上拿一金属产品或手接触到金属产品。

因此在产品中的同一个点或面优先选择的是接触放电,空气放电则用在不能使用接触放电的场合中。

4. 试验电压不同

相同的试验等级但是两者的试验电压不同,如下表。1,2等级两者电压相同,3,4等级空气放电试验电压高于接触放电电压。接触放电电压最高8kV,空气放电电压最高15kV。虽然两者的试验电压不同,但是开路电压和短路电流波形相同,都是同一个发生器,只是放电电极不同。

5. 解决方案不同

空气放电以辐射干扰为主,并是对绝缘外壳缝隙或开孔处测试。那么针对的解决方案就有加大接触点的绝缘厚度和减小开孔缝隙。产品内部的金属件远离开孔处,避免进行二次放电

接触放电以传导干扰为主,是对产品可接触的金属点或面处测试。针对的解决方案便是金属外壳接地,使接触放电点与大地间的阻抗最小化,静电干扰电流绝大部分从大地流走。在接触放电电路上增加TVS管或ESD进行防静电保护

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