目录
1. 静电测试干扰方式
2. 案例一
3. 案例二
4. 案例三
5. 案例四
6. 总结
静电放电测试的复杂性决定了这项测试对产品的主要影响方式也是多样的。标准里介绍了几种常见的影响方式:
1. 静电测试干扰方式
在静电放电试验中,测试了受试设备对于宽范围的电子骚扰的响应。范围包括:电介质击穿电压,远离注入点间隙的二次击穿,RI跌落的电流,Ldi/dt跌落的磁场,感应电压产生的磁场和感应电压产生的电场(场即可以是远场也可以是近场)。在这方面,静电放电试验不同于EMI测试,它把多重试验变成一个试验。
以下是由于受到静电放电试验的不同骚扰导致受试设备失效的几个案例:
2. 案例一
在连接器针脚上的放电导致IC的故障
在这个例子中,能量释放在IC上,流过Ich 的最大电流或电荷最有可能决定损坏的阈值;这里的干扰以传导干扰为主,静电干扰电流直接进入IC引脚。这种情况下通常有三种办法:一就是选用抗静电能力更强的IC,比如汽车电子级别的IC抗静电能力就比商用或家用级别的IC抗静电能力强。二便是在IC引脚放置ESD或者TVS管,这两者的选取需要考虑通信的速率,ESD的寄生电容比TVS小。三是在IC引脚处放置滤波电容,不过滤波电容的效果没有ESD或TVS管效果好。如下图示,是静电放电对IC引脚放电示意图。
3. 案例二
通过塑料外壳上的空隙的放电形成的火花到达了IC;
在这种情况下,静电放电试验确定了穿过塑料缝隙的间隙的电介质击穿强度。
这种情况是静电放电击穿塑料绝缘层,或者通过塑料间的缝隙对内部IC放电。这种情况下有两种解决方案:第一就是增加塑料绝缘层厚度,使静电无法击穿塑料层;第二便是做L型设计,加大静电放电的爬电距离。
4. 案例三
对机箱的放电导致机箱内系统的故障。
在这个例子中,最有可能的是静电放电事件的瞬态场耦合到印制线、线缆或直接进入系统的IC,引起的电压或电流会扰乱系统的逻辑功能。
这种情况就比较复杂,空间辐射耦合可以是整个产品内部,因此需要根据产品的具体问题,来查找对应的线路。再针对该线路做屏蔽或是滤波处理。
5. 案例四
甚至在如20cm这样的适当距离,静电放电发生器内的电流到场的耦合机制是由电流时间导数决定的。此外,场和受试样品中线、印制线或IC的耦合是一个电场和磁场的变化率的函数。
6. 总结
静电放电干扰包括传导干扰和辐射干扰,在测试验证过程中需要明确分析出故障现象是以哪种干扰为主才能给出对应的解决方案。包括场建立中和感应过程中的时间导数造成了注入电流,这导致了放电尖端不同的电流脉冲波形和由场 造成的印制线里不同的感应电压。典型的印制线里感应电压宽度比本部分提及的静电放电初始电流窄得多,而且它们可能会现出振铃性。
由于瞬态场依赖于特定静电放电发生器的设计(特别是在频率300MHz以上的场能量分量),我们需要预期在印制线、线上或IC内的感应电流会受到静电放电发生器具体设计的强烈影响。如果同样的受试样品测试时使用不同的静电放电发生器且静电放电发生器的制造商没有采取措施以尽量减少由继电器内快速电压塌缩引起的不需要的电磁场部分,这将会导致测试结果有很大的变化(大部分情况下是系统故障,而不是破坏)。请注意,这些测试结果的差异只发生在受试设备对高频敏感的情况下,主要大于1GHz。
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