一、概述
電磁兼容EMC可以分為兩大類(lèi),一類(lèi)是我們熟悉的輻射騷擾EMI,另一類(lèi)是電磁敏感度EMS,指電子設備受電磁干擾敏感程度,靜電測試就屬于EMS測試項中的一項。本文將對靜電測試項目與靜電防護做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。
二、關(guān)于靜電測試你知道哪些?
1.靜電測試的目的
靜電測試是為了看在實(shí)際使用中產(chǎn)生的靜電是否會(huì )對產(chǎn)品造成損壞或導致產(chǎn)品性能下降,人體靜電是引起靜電損失和發(fā)生意外爆炸的最主要和最經(jīng)常的因素,因此國內外對電子產(chǎn)品的防靜電危害都是要求以防人體靜電為主,并建立了人體模型HBM。
2.通用測試標準
標準中包含有標準適用的范圍,術(shù)語(yǔ)和定義,試驗等級,試驗發(fā)生器,試驗配置,試驗程序和試驗結果評價(jià)等內容,不同的產(chǎn)品可以參考已有標準來(lái)制定靜電測試計劃。
3.放電方式與等級
直接放電:直接對受試設備實(shí)施放電,包括接觸放電和空氣放電;
間接放電:對受試設備附近的耦合板實(shí)施放電,以模擬人員對受試設備附近的物體的放電。
試驗嚴酷度等級:
實(shí)驗結果分類(lèi):
a) 在制造商、委托方或購買(mǎi)方規定的限值內性能正常
b) 功能或性能暫時(shí)喪失或降低,但在騷擾停止后能自行恢復,不需要操作者干預;
c) 功能或性能暫時(shí)喪失或降低,但需操作人員干預才能恢復;
d) 因設備硬件或軟件損壞,或數據丟失而造成不能恢復的功能喪失或性能降低。
三、設計中需要考慮哪些靜電防護措施
1.靜電如何干擾設備
靜電放電波形如下:
由靜電放電波形可知,靜電放電瞬間具有很強的瞬時(shí)電壓與電流,由此會(huì )在空間中激發(fā)瞬態(tài)電磁場(chǎng)。由此可知,靜電主要以?xún)煞N方式對電路產(chǎn)生影響,一種是線(xiàn)束傳導干擾,另一種是空間電磁輻射干擾。線(xiàn)束傳導干擾指的是靜電能量(瞬時(shí)的高電壓與大電流)在線(xiàn)束上傳導,對路徑上的負載器件造成干擾與損毀(高壓擊穿);空間輻射干擾是指靜電放電瞬間產(chǎn)生的強的電磁場(chǎng)能量,在電路環(huán)路中感應出的電壓與電流,對電路系統造成干擾,影響電路系統的穩定性。若以靜電放電上升時(shí)間Tr=1ns計算,則靜電電磁場(chǎng)干擾頻寬為:
靜電放電瞬間的過(guò)壓會(huì )導致電路器件損壞甚至失效,敏感電路在靜電放電瞬間受到電磁干擾可能造成誤動(dòng)作。
2.靜電防護
為了應對可能存在的靜電問(wèn)題,在電路設計初期我們應該充分考慮對電路做靜電防護。通常產(chǎn)品的金屬端口引腳電路設計之初需要考慮增加靜電防護管,常用的靜電防護器件有:硅基TVS,高分子聚合物ESD和壓敏電阻。
3.都做防護了為啥還是有問(wèn)題?
很多時(shí)候我們在電路上以經(jīng)加了足夠多的靜電防護了,但還是可能遇到無(wú)法通過(guò)靜電測試的問(wèn)題。這是因為靜電干擾具有相當程度的復雜性,一方面靜電干擾沒(méi)有固定的傳播路徑,我們所做的防護都是預防為主,實(shí)際靜電干擾路徑還需要根據測試結果進(jìn)行進(jìn)一步分析;另一方面,不同器件的抗干擾能力不同,有些器件過(guò)于敏感,常規的靜電防護方式已經(jīng)行不通,需要更進(jìn)一步的優(yōu)化,例如屏蔽,引腳濾波以及地隔離等。
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