靜電測試知多少

作者：方新杰、韋雪梅，文章來源： 韜略科技EMC微信公眾號

一. 概述

電磁兼容EMC可以分為兩大類，一類是我們熟悉的輻射騷擾EMI，另一類是電磁敏感度EMS，指電子設(shè)備受電磁干擾的敏感程度，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(hù)做一個簡單的介紹。

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際使用中產(chǎn)生的靜電是否會對產(chǎn)品造成損壞或?qū)е庐a(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(nèi)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(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)中包含有標(biāo)準(zhǔn)適用的范圍，術(shù)語和定義，試驗等級，試驗發(fā)生器，試驗配置，試驗程序和試驗結(jié)果評價等內(nèi)容，不同的產(chǎn)品可以參考已有標(biāo)準(zhǔn)來制定靜電測試計劃。

3. 放電方式與等級

直接放電：直接對受試設(shè)備實施放電，包括接觸放電和空氣放電；

間接放電：對受試設(shè)備附近的耦合板實施放電，以模擬人員對受試設(shè)備附近的物體的放電。

試驗嚴(yán)酷度等級：

實驗結(jié)果分類：

a) 在制造商、委托方或購買方規(guī)定的限值內(nèi)性能正常

b) 功能或性能暫時喪失或降低，但在騷擾停止后能自行恢復(fù)，不需要操作者干預(yù)；

c) 功能或性能暫時喪失或降低，但需操作人員干預(yù)才能恢復(fù)；

d) 因設(shè)備硬件或軟件損壞，或數(shù)據(jù)丟失而造成不能恢復(fù)的功能喪失或性能降低。

三. 設(shè)計中需要考慮哪些靜電防護(hù)措施

1. 靜電如何干擾設(shè)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(qiáng)的瞬時電壓與電流，由此會在空間中激發(fā)瞬態(tài)電磁場。由此可知，靜電主要以兩種方式對電路產(chǎn)生影響，一種是線束傳導(dǎo)干擾，另一種是空間電磁輻射干擾。線束傳導(dǎo)干擾指的是靜電能量（瞬時的高電壓與大電流）在線束上傳導(dǎo)，對路徑上的負(fù)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(qiáng)的電磁場能量，在電路環(huán)路中感應(yīng)出的電壓與電流，對電路系統(tǒng)造成干擾，影響電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性。若以靜電放電上升時間Tr=1ns計算，則靜電電磁場干擾頻寬為：

靜電放電瞬間的過壓會導(dǎo)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作。

2. 靜電防護(hù)

為了應(yīng)對可能存在的靜電問題，在電路設(shè)計初期我們應(yīng)該充分考慮對電路做靜電防護(hù)。通常產(chǎn)品的金屬端口引腳電路設(shè)計之初需要考慮增加靜電防護(hù)管，常用的靜電防護(hù)器件有：硅基TVS，高分子聚合物ESD和壓敏電阻。

3. 都做防護(hù)了為啥還是有問題？

很多時候我們在電路上以經(jīng)加了足夠多的靜電防護(hù)了，但還是可能遇到無法通過靜電測試的問題。這是因為靜電干擾具有相當(dāng)程度的復(fù)雜性，一方面靜電干擾沒有固定的傳播路徑，我們所做的防護(hù)都是預(yù)防為主，實際靜電干擾路徑還需要根據(jù)測試結(jié)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，有些器件過于敏感，常規(guī)的靜電防護(hù)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。

審核編輯 黃宇