電工電子設(shè)備靜電放電抗擾度試驗(yàn)以及靜電防護(hù)

靜電放電是一種自然現(xiàn)象，當(dāng)兩種不同材料相互摩擦?xí)r，由于介電強(qiáng)度不同，就會(huì)產(chǎn)生靜電電荷，當(dāng)其中一種材料上的靜電電荷積累到一定程度，在與另一個(gè)物體接觸時(shí)，就會(huì)擊穿其間介質(zhì)通過(guò)這個(gè)物體到大地的阻抗形成通路而進(jìn)行放電。靜電放電及其影響是電子設(shè)備的一個(gè)主要干擾源。由于靜電的存在，使人體成為對(duì)電子設(shè)備或爆炸性材料的最大危害。一方面靜電會(huì)引起電磁變化造成設(shè)備誤動(dòng)作，嚴(yán)重時(shí)損壞設(shè)備半導(dǎo)體器件，從而造成設(shè)備永久失效。
一、靜電放電對(duì)電子電路的干擾有兩種形式
傳導(dǎo)干擾方式：靜電放電電流直接流過(guò)電路，通常會(huì)對(duì)電路造成損壞。由于電流總是會(huì)選擇阻抗最小的路徑，因此當(dāng)電路的某個(gè)部分（通常是地線）與靜電放電路徑相連時(shí)，就為靜電放電提供了一條潛在路徑，就看其阻抗與其它路徑相比如何。
輻射干擾方式：靜電放電時(shí)產(chǎn)生了尖峰電流，這種電流包含了豐富的高頻成分，從而產(chǎn)生輻射磁場(chǎng)和電場(chǎng)。磁場(chǎng)能夠在附近電路的各個(gè)信號(hào)環(huán)路中感應(yīng)出干擾電動(dòng)勢(shì)，從而引起電路的誤動(dòng)作。
靜電放電對(duì)設(shè)備造成的損害：硬件損壞、軟損壞、數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。

二、靜電放電試驗(yàn)分類靜電放電測(cè)試分為：接觸放電、空氣放電、直接放電、間接放電，通常電子產(chǎn)品只要測(cè)試接觸放電、空氣放電即可。直接放電主要是模擬操作人員直接觸摸設(shè)備時(shí)對(duì)設(shè)備放電的現(xiàn)象，分為接觸放電和空氣放電。直接放電以接觸放電為首選方式，接觸放電主要針對(duì)設(shè)備表面的金屬裸露部分進(jìn)行的；空氣放電主要針對(duì)非導(dǎo)電性表面的設(shè)備（如塑料機(jī)箱或表面覆有絕緣物的金屬金屬外殼）。間接放電模擬操作人員在觸摸鄰近設(shè)備時(shí)，間接構(gòu)成對(duì)設(shè)備工作的影響。操作上主要對(duì)對(duì)水平耦合板和垂直耦合板進(jìn)行接觸放電，耦合板通過(guò)兩個(gè)470KΩ的電阻接地，所以當(dāng)對(duì)耦合板放電時(shí)，耦合板上的靜電不會(huì)馬上泄放到地，而以耦合板為靜電源形成一靜電場(chǎng)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行干擾。模擬設(shè)備抗靜電場(chǎng)干擾的能力。

三、施加方法
接觸放電：    實(shí)驗(yàn)發(fā)生器的電極與受試設(shè)備接觸由發(fā)生器內(nèi)的放電開關(guān)激勵(lì)放電的一種實(shí)驗(yàn)方法。空氣放電：實(shí)驗(yàn)發(fā)生器的充電電極靠近受試設(shè)備并由火花對(duì)受試設(shè)備激勵(lì)放電的一種實(shí)驗(yàn)方法。直接放電：直接對(duì)受試設(shè)備進(jìn)行放電。間接放電：對(duì)受試設(shè)備周邊的耦合板實(shí)施放電，模擬人員對(duì)受試設(shè)備附近的物體進(jìn)行放電。    備注：接觸放電使用的放電接觸是尖頭的，空氣放電使用的接觸頭是圓頭的。
四、ESD測(cè)試結(jié)果等級(jí)
A級(jí)判定(Criterion A):指產(chǎn)品功能在測(cè)試前后及測(cè)試過(guò)程中完全可以正常操作，無(wú)任何功能減低或異?，F(xiàn)象出現(xiàn)，完全不受ESD放電影響，則稱產(chǎn)品符合A級(jí)判定結(jié)果。B級(jí)判定(Criterion B):指產(chǎn)品在測(cè)試過(guò)程中，功能會(huì)受ESD放電影響，在放電瞬間會(huì)暫時(shí)性的功能降低，但可以自動(dòng)恢復(fù)，這樣的產(chǎn)品則稱符合B級(jí)判定結(jié)果。

C級(jí)判定(Criterion C)：    指產(chǎn)品功能在測(cè)試前可正常被操作，但測(cè)試過(guò)程中受ESD放電影響，出現(xiàn)功能降低或異常且功能無(wú)法自動(dòng)恢復(fù)，必須經(jīng)由操作人員做重置(Re-set)或重開機(jī)的動(dòng)做才能恢復(fù)功能，這情形則僅符合C級(jí)判定結(jié)果。

D級(jí)判定(Criterion D):指產(chǎn)品功能在測(cè)試前可正常被操作，測(cè)試過(guò)程中出現(xiàn)異常，由操作人員做重置(Re-set)或重開機(jī)也不能恢復(fù)功能，這種情況大概產(chǎn)品已損傷嚴(yán)重，僅符合D級(jí)判定結(jié)果。

六、產(chǎn)品的靜電防護(hù)設(shè)計(jì)
① 防止靜電干擾需從源頭上控制電荷聚集，一旦有過(guò)量電荷就及時(shí)泄放，防止危險(xiǎn)靜電源的形成，對(duì)于無(wú)法泄放的靜電電荷，要將其隔離，阻止其干擾到關(guān)鍵電路。
② 對(duì)于非金屬外殼，空隙部分加強(qiáng)絕緣，或者殼體內(nèi)放置金屬屏蔽層；對(duì)于金屬外殼，靜電時(shí)大部分電荷會(huì)通過(guò)接地端子流走，著重保持外殼導(dǎo)電連續(xù)，降低外殼各部分搭接阻抗。

③ 對(duì)于顯示屏和面板，應(yīng)考慮采用透明屏蔽材料進(jìn)行保護(hù)，并且讓屏蔽材料與外殼接地點(diǎn)之間有良好的電接觸。

④ 對(duì)于電源線和其它信號(hào)線，可采用屏蔽、濾波、套用鐵氧體磁環(huán)等方式，并且屏蔽層與外殼的大地連接，建立電荷對(duì)地泄放路徑。

⑤ 對(duì)于內(nèi)部電路，首先確定電流泄放路徑，檢查路徑是否通暢，重要的信號(hào)線遠(yuǎn)離放電路徑，重要的敏感電路模塊也不能靠近放電路徑，必要時(shí)可以給敏感電路增加屏蔽罩。

⑥ 在保護(hù)器件前并聯(lián)放置放電器件，如TVS、ESD、壓敏電阻等。

⑦ 在保護(hù)器件前串聯(lián)阻抗。如串聯(lián)電阻或磁珠來(lái)限制ESD放電電流，達(dá)到防靜電的目的。

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