Тестирование электромагнитной совместимости (ЭМС) – Тест на устойчивость к электростатическому разряду (ЭСР)

Тестирование устойчивости к электростатическому разряду (ESD)
Электростатический разряд (ESD) тестирование иммунитета является важным аспектом испытаний на электромагнитную совместимость. Национальным стандартом испытаний на устойчивость к электростатическому разряду является GB/T 17626.2, что эквивалентно международному стандарту IEC 61000-4-2. ESD — это распространенное природное явление, особенно заметное в сухой среде. Например, когда человек ходит по ковру из синтетического волокна, трение между обувью и ковром может привести к тому, что тело накопит заряд, превышающий 10^-6 кулонов (в зависимости от сопротивления между обувью и ковром). В этой системе человек/ковер/земля средняя емкость составляет приблизительно от десятков до сотен пикофарад (пФ), что потенциально может генерировать напряжение до 15 киловольт (кВ).

Исследования показали, что разные люди генерируют различные импульсы тока ESD, с временем нарастания от 100 пикосекунд (пс) до 30 наносекунд (нс). Инженеры-электронщики заметили, что ESD часто возникает, когда человек контактирует с полупроводниковыми приборами, что может привести к разрушению нескольких слоев полупроводниковых материалов, вызывая необратимые повреждения. Кроме того, ESD и возникающие в результате этого изменения электромагнитного поля могут нарушить и повредить нормальную работу электронного оборудования.

LISUN спроектирован и изготовлен Имитатор электростатического разряда Самое высокое электростатическое напряжение может составлять до 30 кВ, что достаточно для покрытия самого жесткого стандартного уровня требований к электростатическому напряжению (требования к напряжению электростатического разряда с воздушным разрядом класса 4 составляют 15 кВ). Пистолет для испытаний на электростатический разряд может использоваться для большинства электрических и электронных устройств для испытаний на электростатический разряд, а также обеспечивает сопоставимость и воспроизводимость испытаний.

ESD61000-2_Имитатор электростатического разряда

Цель тестирования устойчивости к электростатическому разряду
Стандарт GB/T 17626.2 описывает сценарии, в которых человеческое тело может заряжаться через трение в условиях низкой влажности. Когда заряженный человек контактирует с устройством, он может разрядиться и повлиять на функциональность устройства. Тестирование устойчивости к электростатическому разряду в первую очередь имитирует следующие два сценария:
• Прямой разряд: разряд происходит, когда оператор непосредственно касается оборудования, и влияние этого разряда на работу оборудования.
• Косвенный разряд: разряд возникает, когда оператор касается предмета вблизи оборудования, косвенно воздействуя на испытательное оборудование.

Возможные последствия электростатического разряда
• Постоянное повреждение: прямой обмен энергией посредством разряда может повредить полупроводниковые приборы внутри оборудования, что приведет к постоянному отказу.
• Неисправности: разряд, прямой или косвенный, может вызвать изменения электромагнитного поля ближнего действия, что приведет к неисправности оборудования.

Методы разряда
Прямой разряд
Контактный разряд является предпочтительным методом. Только когда контактный разряд невозможен (например, поверхности с изолирующими слоями или зазоры между клавишами компьютера), в качестве альтернативы используется воздушный разряд.
Непрямая разрядка
Косвенный разряд включает в себя методы горизонтальной плоскости связи (HCP) и вертикальной плоскости связи (VCP) для моделирования сценариев электростатического разряда в реальных условиях использования.

Выбор между контактным и воздушным разрядом
Контактный разряд предпочтительнее из-за ограничений, наблюдавшихся при воздушном разряде в предшественнике IEC 61000-4-2, IEC 801-2, который использовал исключительно воздушный разряд. Повторяемость и сопоставимость результатов испытаний с использованием воздушного разряда оказались неадекватными из-за следующих факторов:
• Скорость приближения: Скорость, с которой разрядный электрод приближается к тестируемому устройству (ТУ), влияет на форму волны разрядного тока.
• Форма поверхности: Форма поверхности тестируемого устройства влияет на распределение электрического поля электрода.
• Условия окружающей среды: температура, влажность и давление воздуха влияют на процесс разрядки.
• Напряжение разряда: Напряжение разряда влияет на спектральные характеристики формы волны тока разряда. Например, время нарастания тока разряда 8 кВ обычно составляет от 1 нс до 5 нс, в то время как более высокие напряжения могут иметь время нарастания от 5 нс до 30 нс.
Заключение

Одной из LISUN Успешный случай для клиента, который установил полный комплект приборов для тестирования устойчивости к электростатическому разряду, включая ESD-стол, как показано на рисунке ниже для справки:

Стандартный рабочий стол ESD

Тестирование на устойчивость к электростатическому разряду является важным методом, гарантирующим, что электронные устройства могут нормально работать в реальных условиях использования. Придерживаясь стандартов GB/T 17626.2 (IEC 61000-4-2), производители могут определять и улучшать устойчивость своих устройств к электростатическому разряду, повышая надежность и безопасность продукции. Надлежащие меры защиты от электростатического разряда и стандартизированные процедуры тестирования имеют решающее значение для обеспечения производительности и срока службы электронного оборудования.