1、一、 静电放电的条件; 1、静电源:一个电容特征的电压源。 2、放电回路。 人体所带静电的放电模式被折中为 150pF 电容经过 330 欧姆,经外部回路放电。 二、 IEC61000-4-2 的放 电 过程; 1、 直接放电: a) 接触放电: 放电施加于试品的金属(或者其它 导电 )部件上。试品有带接地和不带接地(包括电源线)的情况。 带接地的情况: 放电回线与试品的接地端直接接通,放电回路明确。 不带接地及电源线的情况: 一般需要一块参考接地板来问道环境,放电回线与参考接地板接通,试品隔着绝缘薄膜(建议用 0.5mmPVC)放在参考接地板上。很 明显,放电没有形成直接的回路,放电电流经由
2、试品与参考接地板间的分布电容流回放电枪。 这样 放电回路 就 有不确定因素:就是试品与参考 接地板间的分布电容,绝缘薄膜的厚度、试品的摆放情况都影响到分布电容的大小。而分布电容的大小直接影响放电的强弱。 同时,由于试品没有直接接地,每次放电都有电荷储于试品上,它将影响接下来放电的强度。 所以,每次放电后最好泄放掉试品上的电荷。 b) 气隙放电: 放电施加于非导电部位。放电通道不明确,也不一定能够产生放电。基于下面几种情况: 外壳绝缘强度不够,击穿放电 到内部电路; 经由缝隙放电到内部电路; 经由 内部电路与放电枪头 的分布电容耦合进入内部电路; 放电回路还因 试品有带接地和不带接地(包括电源线
3、) 而不同,具体与上面分析相同 。 2、 间接放电:放电不是直接施加于试品的情况。 a) 放电施加于接地不良的导电体上: 测试方法:试品隔着绝缘膜置于水平耦合板上(或者与垂直耦合板相距 10 公分),放电与水平耦合板或者垂直耦合板上。 放电电压被分压到耦合板,耦合板与大地及周边(包括试品)存在分布电容, ESD 干扰就是通过耦合电容 进入试品的。 耦合板的尺寸以及与参考接地板的距离决定了耦合板与大地间的电容,此电容是决定电场强度和建立时间的主要因素,对测试结果有较大影响。 b) 放电施加于优良接地的导电体上(这个不在标准范围内): 测试方法:放电枪靠近试品直接对放电回线放电,产生很大的放电电流
4、,电流建立时间小于 1nS,这将产生较高频率的磁场辐射。对试品内部的长导线有直接影响。 三、 接触放电的干扰过程: 1、 金属壳: 放电电流经过金属壳直接流回地,金属壳的连续性、搭接电阻是关键。 A) 密闭全金属壳:放电电流不太可能在壳体上产生电压降, ESD 几乎对其没有作用 ; B) 开口全金属壳:壳体通流能力在局部可能会变差 (如搭接不良、因裁剪使通流面积变窄) 而形成电压,则靠近放电部位的金属构件就会成为容性耦合板,通过其与内部电路的分布电容将干扰耦合到敏感电路。其耦合作用还要看内部电路的隔离性能,好的隔离能力(或者好的共模退耦能力)有利于减轻耦合作用的影响。 C) 部分 金属壳(特别
5、是出现条状金属构件的情况):壳体的通流能力较差,很容易产生电压,耦合进入电路。条状金属构件还存在电感,将流经的电流转换成磁场辐射,干扰内部电路。 2、 塑壳带金属螺丝或者小的金属构件: A) 金属构件与内部地接通 :放电经金属构件进入内部地,如果内部地与大地隔离(或者有较好的共模退耦能力),则整个内部电路成为容性天线,内部电路的各部分与大地的分布参数将决定干扰的效果。如果内部地与大地良好直通,放电电流经内部地流回大地,则内部的 通流能力,是否有细长部分比较关键,会产生容性或者感性天线。 B) 金属构件与内部地不通:如果绝缘能力不佳,会在内部产生击穿放电。另外,金属构件也可以以容性天线的方式耦合
6、干扰。 四、 气隙放电的干扰情况: 一般针对 塑壳的非导电部位 (我认为接插件的内部导电体也应用此放电方式),要考验塑壳的接缝、绝缘性能。 经缝 隙放电和击穿壳体放电是较大危害,这样的放电会直达内部电路,且往往在预计之外。经分布电容耦合放电电压,其干扰也会达内部电路。由于分布电容值较小,主要通过 dV/dt 来起干扰作用,干扰能量比较小。 经缝隙或者击穿壳体放电的状况随比较严重,但比较好处理。由分布电容形成放电的情况往往会被误认为是壳体击穿,并且不太好处理。主要方法就是就是减少分布电容,增大放电回路阻抗,或者加入内部屏蔽及泄放通道。 五、 间接放电的干扰情况: 1、 耦合板耦合的情况: 放电
7、电压被分配给耦合板,由耦合板上的 dV/dt 经分布电容去影响试品。 dV/dt 因耦合板与大地的分布电容不同,有很大变化。面积大则分布电容大,则 dV/dt 小,反之则大。标准推荐了耦合板尺寸,这样也就基本固定了 dV/dt 值。 对于有电源线的试品,放电电流经电源线流向大地,再经大地流回放电枪。对于没有电源线的试品,情况会复杂一些。一方面,通过与耦合板间的分布电容感应放电电压,引入放电电流。另一方面,通过与大地间的分布电容来把放电电流 引回大地,而后流回放电枪。因为耦合的电流相当小,一般来说,干扰情况不是很严重。 建议缩小耦合板尺寸,减少耦合板与大地的分布电容,加大 dV/dt,建立较强的 场强和 较高的频率。 2、 直接对地放电的情况: 直接对地放电将产生最大的放电电流,伴随产生 最强的磁场辐射,非常容易穿越绝缘材料进入内部电路,一旦被较长的导 线吸收,很难处理。