靜電放電抗擾度測試
Testing and measurment technitic dischargeimmunity test
1.靜電(diàn)放電抗擾度測試範圍:
本(běn)標準規(guī)定電氣和電子設備遭受直接來(lái)自操作者和對鄰(lín)近物體的靜(jìng)電(diàn)放電的抗擾度(dù)要求和試(shì)驗(yàn)方法,還(hái)規定了不同環境和安裝條件下試驗等級的範(fàn)圍和試驗程序.
2.靜電放(fàng)電抗擾(rǎo)度測試引用標(biāo)準:
GB/T 電磁兼容術語
IEC 68-1:1998 環境試驗部分:總則及導則
3.靜電放電抗擾度測試概述
本標準所涉及的(de)是處於靜電放(fàng)電環境中和安裝條件下的裝置.係統.子係統和外部設備。例(lì)如,低相對(duì)濕度,使用低導電率(人造(zào)纖維)地毯.乙烯(xī)基服裝等(děng)。
4.靜電(diàn)放電抗擾度測試定義:
4.1 降低degradation(of performance)
裝置 設備或係統的工作性能與正常性能的非期望偏離
4.2 電磁兼容性(EMC) electromagnetic compatibility
設備或係(xì)統在其電磁環境(jìng)中能(néng)正常工作且不對該環境中任何事物(wù)構(gòu)成不能承受的電磁 騷擾的能力(lì)
4.3 抗靜電材(cái)料 antistatic discharge
在同種材料或(huò)與類似材料相互磨擦或分離時,具有產生電荷(hé)量小的材(cái)料
4.4 儲能電容器 energy storage capacitor
靜電放電發生器中的電容器,用以代表人體(tǐ)充電至試驗電壓(yā)值時的電容量,它可(kě)以分立元件或(huò)分布電容
4.5 ESD electrostatic discharge
靜電放(fàng)電
4.6 EUT e under test
受試設備
4.7 接地參(cān)考平麵(GRP)ground reference plane
一(yī)塊(kuài)導電平麵,其(qí)電(diàn)位(wèi)用作公共(gòng)參考電位
4.8 耦合(hé)板 coupling plane
一塊金屬片或金屬板(bǎn),對其放電用來模擬(nǐ)對受試設備附(fù)近物體的靜電放電
HCP: 水平耦合板; VCP:垂直耦合板
4.9 保持時間 holding time
放電之前,由於泄漏而使(shǐ)試驗電壓下(xià)降不大於10%的時間間隔
4.10 靜電放電 electrostatic discharge ;ESD
具有不同靜(jìng)電電位的物體相互靠近或直接接觸引起的電荷(hé)轉移
4.11 抗擾度 immunity (of disturbance)
裝置 設備或係統麵臨電磁騷擾不降低運行性能的能力
4.12 接觸放電方法 contact discharge method
試驗發生(shēng)器的電極保持與受試設備的接觸並由發生器內(nèi)的放電開關激勵(lì)放電的(de)一種試驗(yàn)方法
4.13 空氣放(fàng)電(diàn)方法 air discharge method
將試驗發生器的充電電極靠近受試設備,並由火花對受試設備受試設備(bèi)激勵放電的一(yī)種(zhǒng)試驗方法
4.14直接放電 direct application
直接對受試設備實施放電
4.15間接放電 indirect application
對受試設備附近的耦合(hé)板實施放電,以模擬人員對(duì)受試設備附近的物體的放電
5.靜電(diàn)放電抗擾度試驗等(děng)級:
接觸放電是(shì)優先選(xuǎn)擇的試驗方法,空氣放電則用在(zài)不能使用接觸放電的場(chǎng)合,每種試(shì)驗方法的電壓(yā)列於表1中,由於試驗方法的差(chà)別,每種方法所示的電壓(yā)是不同的.兩種試(shì)驗方法的嚴酷程度並不表(biǎo)示相等的
1a接觸放電 1b空氣放電
等級 試驗電壓KV 等級 試驗電壓KV
1 2 1 2
2 4 2 4
3 6 3 8
4 8 4 15
* 特殊 * 特殊(shū)
6.靜電放電抗擾度試驗發生器:
試驗發生器主要包括:
充電電阻R;儲能(néng)電容器Cs;分布電容Cd;放電電阻Rd;
電壓指(zhǐ)示器(qì);放(fàng)電開頭;可更換(huàn)的放電電極頭;放電回路(lù)電纜;電源裝置
6.1 靜電放(fàng)電發生器的特(tè)性(xìng)
規(guī)範:
--------儲能電容 (Cs+Cd) 150pF±10%
--------放電電阻(Rd) 330ohm;±10%
-------充電(diàn)電阻(zǔ)(Rc) 50Mohm;與100Mohm;之(zhī)間(jiān)
-------輸出電壓 接觸放電 8KV ;空氣放電 15KV
-------輸出電壓示(shì)值的(de)容許(xǔ)偏差 ±5%
-------輸郵電壓極性 正(zhèng)和負(fù)性
-------保持時間(jiān) 至少5S
-------放電,操作方式 單次放電
試驗發生器中放電回路的電纜一般長為2m,其構成應使發生器滿足波形的要求(qiú),它應有足夠的絕緣以防止在靜電放電電流不通過其端口而流向人員或導電表麵
6.2 靜電放電發生器特性的校驗
波形(xíng)參數 :
等級 1 2 3 4
指示電壓KV 2 4 6 8
放電的個峰值電流(±10%)A 7.5 15 22.5 30
放電開頭操作(zuò)時的上升時間tr ns 0.7~1 0.7~1 0.7~1 0.7~1
在30ns時的電流 (±10%) A 4 8 12 16
在60ns時的電流 (±30%) A 2 4 6 8
7.靜電放電抗擾度測試配置
A) 對導電表麵和對(duì)耦合平麵的接觸放電;
B) 在絕緣表麵(miàn)上空氣放電.
7.1 實驗室試驗的配置
實驗室的地麵應設置接地參考平麵,它應是一種小厚度為0.25mm銅或鋁的金屬薄板,其他金屬雖可使(shǐ)用但它(tā)們至(zhì)少有0.65mm的厚度.
接地參考平麵的小尺寸(cùn)為1*1m,實際尺寸取決於受試設備的尺寸,而且每邊至少應伸出受試設備或耦合板之外0.5m,並將它與(yǔ)保護接地係統(tǒng)相連.
耦合(hé)板應采用(yòng)和接地參考平麵相同的金屬(shǔ)和厚度,而且經過(guò)每端設置一個(gè)470Ω的電阻電纜與接地參考平麵連(lián)接,當電纜置於接地參考平麵上時,這些電阻(zǔ)器(qì)應能耐受住放電(diàn)電壓且具有良好的絕緣,以(yǐ)避免對接地參考平麵的短路.
7.1.1 台式設備
試驗配(pèi)置包(bāo)括一個放在接地參考平麵(miàn)上的0.8m高的木桌
放在水平耦合板(HCP)麵積為(wéi)1.6m*0.8m,並用一個厚0.5mm的絕緣(yuán)襯墊將(jiāng)受試設(shè)備和(hé)電纜與耦合板隔離.
若EUT過大而不能保持與水平耦合板各邊的小距離(lí)為0.1m,則應使用另一塊相同(tóng)的水平耦合板,並與塊短邊側距離0.3m.但此時必須將桌子擴大或使用二個桌子(zǐ),這些水平耦合板必(bì)焊在一起,而經過另(lìng)一根帶電阻電纜接到接地(dì)參考平麵上
7.1.2落地式設備
受試設備與電纜用厚度約0.1m的絕緣支架與(yǔ)接地參考平麵隔(gé)開.
8.靜電(diàn)放電抗擾度試驗程序
8.1 氣候條件:
-------環境溫度(dù): 15℃~35℃
-------相對濕度: 30%~60%
-------大氣壓力: 86Kpa~106Kpa
8.2 受試設備的考核
8.3試驗的實施
8.3.1對受試設備直接施(shī)加的放電
靜電放電僅施加(jiā)於操作人員正常使(shǐ)用受試設備時(shí)可能接觸的點和表麵上.
為(wéi)了確(què)定故障的臨界值,試驗電壓應從小值(zhí)到選定的試驗電壓值逐(zhú)漸(jiàn)增加,後的試驗值不應 超過產品的規範值,以避免損壞設備.
試驗應以單次放電的方式進行.在預選點上,至(zhì)少施加十次(cì)單次放電(敏感極性)
連續單次放電之間的時間(jiān)間(jiān)隔(gé)建議至少1S,但為了確定係統是(shì)否會發生故障,可能需要較長的間隔.
靜(jìng)電放電發生器應保持與實施放電的表麵垂直,以改善試驗結果的可重複性
在實施放電的時候(hòu),發生器的放電回路電纜與受試設備的距離至少為0.2m.
在接觸放電(diàn)的情況(kuàng)下,放電電極的頂端應在操作放電(diàn)開頭之前接(jiē)觸受試設備.
對於表麵塗漆的情況,應采用以下的操作程序:
如設備製造廠家未說明漆膜為絕緣層,則(zé)發生器的電極頭應穿入漆膜(mó),以便與導電層接觸,如廠(chǎng)家指明漆膜是(shì)絕緣(yuán)層(céng),則應隻進行空氣(qì)放電.這類表麵不(bú)應進行(háng)接觸放電試(shì)驗.
在空(kōng)氣放電的情況下,放(fàng)電電極的圓形放(fàng)電頭應(yīng)盡可能地接近並重新觸及受試設備,每次放(fàng)電之後,應將靜電放電發生器的放電電極從受試設備移開,然後(hòu)重新觸發發生器,進行新的單次放(fàng)電,這個程序應當重複至放電(diàn)完成為止,在空氣(qì)放電試驗的試驗情況下,用作接觸放電(diàn)的放電開頭應當閉合.
8.3.2 間接施加(jiā)的放電
8.3.2.1 在受試設備下麵的水平耦合板
在(zài)受試設備每側的(de)一些點上,至少對(duì)水平耦合板施加10次單次放電
在放電電極觸及耦合板的情況下,應將靜電放電發生器垂直地置於與受試(shì)設備為0.1m處.
8.3.2.2 垂直耦合板
對耦合板的一個垂直邊的(de)中心至少施加十次單次放電,應將尺寸為0.5m*0.5m的耦合板(bǎn)平行於受試設備放(fàng)置且與其保持0.1m的(de)距離.
放電應施加在耦合板上,通過調整耦(ǒu)合板位置,使受試設備四麵不同的位置都受到放電試(shì)驗.
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