Simulátor elektrostatického výboje: Hodnocení odolnosti elektrických a elektronických zařízení vůči ESD

Úvod
Elektrostatický výboj (ESD) je kritickým faktorem ovlivňujícím výkon a spolehlivost elektrických a elektronických zařízení. Aby bylo zajištěno, že zařízení mohou odolat událostem ESD, používá se simulátor elektrostatického výboje k vyhodnocení odolnosti elektrických a elektronických zařízení za podmínek ESD. Tento článek se zaměřuje na LISUN ESD61000-2 Simulátorové zbraně ESD, podrobně popisující jejich použití při testování a jejich roli při zajišťování srovnatelnosti a opakovatelnosti testů ESD.

Princip testování elektrostatickým výbojem
Elektrostatický výboj nastane, když dojde k náhlému přenosu statické elektřiny z jednoho předmětu na druhý. To se může stát v prostředích, kde se v důsledku tření hromadí statický náboj, což způsobuje napěťové špičky zařízení nebo součástí, které mohou vést k poruchám, degradaci nebo dokonce úplnému selhání.
K vyhodnocení toho, jak zařízení zvládnou tyto výboje, se používají simulátory elektrostatických výbojů. Tyto simulátory generují řízené ESD události, které napodobují skutečné podmínky a umožňují opakovatelné a spolehlivé testování. Simulátor ESD generuje napětí, která mohou dosáhnout až 30 kV, v závislosti na požadavku, a aplikuje tyto výboje na testované zařízení (DUT) k posouzení jeho odolnosti.

Klíčové parametry ESD testování
• Rozsah napětí: Simulátory ESD jsou navrženy tak, aby poskytovaly výboje při různých napětích. Pro LISUN ESD61000-2, napětí se může pohybovat od 500 V do 30 kV, díky čemuž je univerzální pro různé testovací scénáře.
• Polarita: Během testování se typicky používají pozitivní i negativní výboje k simulaci různých elektrostatických prostředí.
• Frekvence opakování: Simulátor může vytvářet výboje v nastavených intervalech, aby otestoval, jak zařízení zvládá opakované výboje v průběhu času.
• Křivka: Křivka výboje je pečlivě kalibrována tak, aby napodobovala skutečné události ESD, jako jsou křivky modelu lidského těla (HBM) a modelu stroje (MM).

Aplikace simulátoru elektrostatického výboje
Simulátor elektrostatického výboje je nezbytný v průmyslových odvětvích, kde jsou elektronická zařízení vystavena statické elektřině. Některé běžné aplikace zahrnují:
• Spotřební elektronika: Smartphony, počítače a další osobní zařízení jsou často vystaveny statické elektřině od uživatelů a jejich prostředí.
• Automobilová elektronika: Elektronické řídicí systémy vozidel musí být schopny zvládnout ESD události během provozu a manipulace.
• Průmyslová zařízení: Strojní zařízení a automatizační zařízení továren musí vydržet statický výboj bez poruch.
• Lékařská zařízení: Zařízení, jako jsou kardiostimulátory nebo monitorovací zařízení, musí fungovat spolehlivě, a to i v prostředích s vysokým rizikem ESD událostí.
Ve všech těchto aplikacích je LISUN ESD61000-2 ESD Simulator Guns nabízí přesné, opakovatelné testování, aby bylo zajištěno, že zařízení splňují průmyslové standardy pro ESD odolnost, jako např IEC 61000-4-2.

ESD61000-2_Simulátor elektrostatického výboje

Jak simulátory ESD zajišťují srovnatelnost a opakovatelnost
Aby byly výsledky ESD testu spolehlivé, je nezbytné, aby testy byly srovnatelné a opakovatelné. Srovnatelný test znamená, že podobná zařízení testovaná za stejných podmínek poskytují srovnatelné výsledky, zatímco opakovatelný test zajišťuje, že stejné zařízení poskytuje konzistentní výsledky ve více pokusech.
• Parametry řízeného výboje: Simulátor elektrostatického výboje přesně řídí parametry výboje (napětí, polaritu, opakovací frekvenci), aby bylo zajištěno, že každý test bude proveden za stejných podmínek.
• Standardizované křivky: ESD testy se řídí standardními křivkami, jako je model lidského těla (HBM), který napodobuje výboj statické elektřiny z osoby dotýkající se zařízení, a model stroje (MM), simulující výboj ze zařízení.
• Kalibrace: The LISUN ESD61000-2 ESD Simulator Guns jsou pravidelně kalibrovány, aby bylo zajištěno, že parametry výboje jsou přesné a vyhovují mezinárodním testovacím standardům, jako je např. IEC 61000-4-2

Případová studie: ESD testování s LISUN ESD61000-2
Nedávná případová studie zahrnující LISUN ESD61000-2 předvedla své schopnosti při testování odolnosti elektronických součástek pro automobily proti ESD. Komponenty byly vystaveny jak kontaktnímu, tak vzduchovému výboji, s napětím v rozmezí od 2 kV do 15 kV.
Postup testu
• Příprava zařízení: Automobilové elektronické řídicí jednotky (ECU) byly umístěny v izolované testovací komoře.
• Kontaktní výboj: Simulátor elektrostatického výboje byl použit k aplikaci kontaktních výbojů přímo na povrch součásti.
• Výboj vzduchu: Simulované výboje vzduchu byly použity v různých vzdálenostech od součásti, aby napodobily podmínky prostředí.

výsledky
Testy prokázaly, že ECU vydrží kontaktní výboje až do 10 kV a vzduchové výboje až 12 kV bez výrazného snížení výkonu. Při napětích překračujících tyto prahové hodnoty však zařízení zaznamenala dočasné poruchy, což zdůrazňuje důležitost přísného testování ESD během fáze návrhu.

Proč investovat do čističky vzduchu?
Simulátor elektrostatického výboje hraje klíčovou roli při zajišťování spolehlivosti a bezpečnosti elektrických a elektronických zařízení napříč průmyslovými odvětvími. The LISUN ESD61000-2 Simulátorové zbraně ESD poskytují přesné, opakovatelné testování, které je v souladu s mezinárodními standardy jako IEC 61000-4-2. To umožňuje výrobcům vyhodnotit odolnost jejich produktů vůči ESD, čímž se sníží riziko nesprávné funkce a selhání v důsledku statické elektřiny.

Aplikací řízených ESD výbojů a měřením odezvy zařízení mohou výrobci zajistit, že jejich produkty splňují průmyslové standardy, jsou bezpečné pro použití v prostředích náchylných ke statické elektřině a poskytují dlouhotrvající výkon. Ať už jde o spotřební elektroniku, automobilové systémy nebo průmyslová zařízení, simulátory elektrostatických výbojů, jako jsou např LISUN ESD61000-2 jsou nepostradatelnými nástroji pro zajištění kvality a spolehlivosti výrobků.