Testování elektromagnetické kompatibility (EMC) – Test odolnosti proti elektrostatickému výboji (ESD).

Testování odolnosti proti elektrostatickému výboji (ESD).
Elektrostatický výboj testování odolnosti (ESD). je klíčovým aspektem testování elektromagnetické kompatibility. Národní standard pro testování odolnosti proti ESD je GB/T 17626.2, což je ekvivalent mezinárodního standardu IEC 61000-4-2. ESD je běžný přírodní jev, zvláště významný v suchém prostředí. Například, když člověk chodí po koberci ze syntetických vláken, tření mezi botami a kobercem může způsobit, že se v těle nahromadí náboj přesahující 10^-6 coulombů (v závislosti na odporu mezi botami a kobercem). V tomto systému člověk/koberec/zem je průměrná kapacita přibližně desítky až stovky pikofaradů (pF), potenciálně generující napětí až 15 kilovoltů (kV).

Studie ukázaly, že různí jedinci generují různé ESD proudové pulzy, s dobou náběhu v rozmezí od 100 pikosekund (ps) do 30 nanosekund (ns). Elektroničtí inženýři pozorovali, že ESD se často vyskytuje, když se osoba dotkne polovodičových zařízení, což může vést k rozpadu více vrstev polovodičových materiálů a způsobit nevratné poškození. ESD a výsledné změny elektromagnetického pole mohou navíc narušit a poškodit normální provoz elektronických zařízení.

LISUN navrženy a vyrobeny Simulátor elektrostatického výboje nejvyšší elektrostatické napětí může být až 30 kv, což je dostatečné pro pokrytí nejnáročnějšího standardního stupně požadavku na elektrostatické napětí (napěťové požadavky stupně 4 elektrostatického vzduchového výboje jsou 15 KV). Testovací pistoli ESD lze použít pro většinu elektrických a elektronických zařízení pro test elektrostatických výbojů a také může zajistit srovnatelnost a reprodukovatelnost testu.

ESD61000-2_Simulátor elektrostatického výboje

Účel ESD testování imunity
Norma GB/T 17626.2 popisuje scénáře, kdy se lidské tělo může nabít třením v prostředí s nízkou vlhkostí. Když se nabitá osoba dotkne zařízení, může se vybít a ovlivnit funkčnost zařízení. Testování odolnosti ESD primárně simuluje následující dva scénáře:
• Přímý výboj: K výboji dochází, když se obsluha přímo dotkne zařízení, a dopad tohoto výboje na provoz zařízení.
• Nepřímý výboj: K výboji dochází, když se operátor dotkne předmětu v blízkosti zařízení, čímž nepřímo ovlivní testovací zařízení.

Možné důsledky ESD
• Trvalé poškození: Přímá výměna energie výbojem může poškodit polovodičová zařízení v zařízení, což vede k trvalému selhání.
• Poruchy: Výboj, ať už přímý nebo nepřímý, může způsobit změny elektromagnetického pole v blízkém poli a způsobit poruchu zařízení.

Metody vypouštění
Přímé vybíjení
Kontaktní výboj je preferovanou metodou. Pouze v případě, že kontaktní výboj není proveditelný (např. povrchy s izolačními vrstvami nebo mezery mezi klávesami počítače), se jako alternativa používá výboj vzduchem.
Nepřímý výboj
Nepřímé vybíjení zahrnuje metody horizontální spojovací roviny (HCP) a vertikální spojovací roviny (VCP) pro simulaci ESD scénářů v prostředí skutečného použití.

Volba mezi kontaktním výbojem a výbojem vzduchu
Kontaktní výboj je upřednostňován kvůli omezením pozorovaným u předchůdce vzduchového výboje IEC 61000-4-2, IEC 801-2, která používala výhradně vypouštění vzduchu. Bylo zjištěno, že opakovatelnost a srovnatelnost výsledků zkoušek s použitím výboje vzduchu je nedostatečná kvůli následujícím faktorům:
• Rychlost přiblížení: Rychlost, kterou se výbojová elektroda přibližuje k testovanému zařízení (DUT), ovlivňuje průběh vybíjecího proudu.
• Tvar povrchu: Tvar povrchu zkoušeného zařízení ovlivňuje rozložení elektrického pole elektrody.
• Podmínky prostředí: Teplota, vlhkost a tlak vzduchu ovlivňují proces vypouštění.
• Vybíjecí napětí: Vybíjecí napětí ovlivňuje spektrální charakteristiky průběhu vybíjecího proudu. Například doba náběhu 8 kV vybíjecího proudu se typicky pohybuje od 1 ns do 5 ns, zatímco vyšší napětí mohou mít doby náběhu 5 ns až 30 ns.
Proč investovat do čističky vzduchu?

Jeden z LISUN úspěšný případ pro zákazníka, který nainstaloval celou sadu přístrojů pro testování odolnosti proti ESD, včetně ESD Desk jako na obrázku níže:

ESD standardní DESK

Testování odolnosti proti ESD je základní metodou k zajištění toho, že elektronická zařízení mohou normálně fungovat ve skutečných podmínkách použití. Dodržováním norem GB/T 17626.2 (IEC 61000-4-2) mohou výrobci identifikovat a zlepšit odolnost svých zařízení vůči ESD, čímž zvýší spolehlivost a bezpečnost produktu. Správná ochranná opatření proti ESD a standardizované testovací postupy jsou zásadní pro zajištění výkonu a životnosti elektronického zařízení.