Ispitivanje elektromagnetske kompatibilnosti (EMC) – Ispitivanje otpornosti na elektrostatičko pražnjenje (ESD)

Ispitivanje otpornosti na elektrostatičko pražnjenje (ESD).
Elektrostatičkog pražnjenja (ESD) ispitivanje otpornosti ključni je aspekt ispitivanja elektromagnetske kompatibilnosti. Nacionalni standard za ispitivanje ESD otpornosti je GB/T 17626.2, što je ekvivalentno međunarodnom standardu IEC 61000-4-2. ESD je uobičajena prirodna pojava, posebno izražena u suhim okruženjima. Na primjer, kada osoba hoda po tepihu od sintetičkih vlakana, trenje između cipela i tepiha može uzrokovati nakupljanje naboja u tijelu veće od 10^-6 kulona (ovisno o otporu između cipela i tepiha). U ovom sustavu čovjek/tepih/uzemljenje, prosječni kapacitet je otprilike desetine do stotine pikofarada (pF), potencijalno generirajući napone do 15 kilovolti (kV).

Studije su pokazale da različiti pojedinci generiraju različite ESD strujne impulse, s vremenima porasta u rasponu od 100 pikosekundi (ps) do 30 nanosekundi (ns). Elektronički inženjeri primijetili su da se ESD često pojavljuje kada osoba dođe u kontakt s poluvodičkim uređajima, što može dovesti do kvara višestrukih slojeva poluvodičkih materijala, uzrokujući nepovratna oštećenja. Dodatno, ESD i posljedične varijacije elektromagnetskog polja mogu poremetiti i oštetiti normalan rad elektroničke opreme.

LISUN dizajniran i proizveden Simulator elektrostatičkog pražnjenja Najviši elektrostatički napon može biti do 30 kv, što je dovoljno za pokrivanje najstrožih standardnih zahtjeva za elektrostatskim naponom (naponski zahtjevi za elektrostatičko pražnjenje zraka 4. stupnja su 15 KV). ESD ispitni pištolj može se koristiti za većinu električne i elektroničke opreme za ispitivanje elektrostatičkog pražnjenja, a također može osigurati usporedivost i ponovljivost ispitivanja.

ESD61000-2_Simulator elektrostatičkog pražnjenja

Svrha ESD ispitivanja otpornosti
Standard GB/T 17626.2 opisuje scenarije u kojima se ljudsko tijelo može naelektrisati zbog trenja u okruženjima niske vlažnosti. Kada optužena osoba kontaktira uređaj, može se isprazniti i utjecati na funkcionalnost uređaja. Ispitivanje ESD otpornosti prvenstveno simulira sljedeća dva scenarija:
• Izravno pražnjenje: Pražnjenje nastaje kada operater izravno dodirne opremu i utjecaj tog pražnjenja na rad opreme.
• Neizravno pražnjenje: Pražnjenje se događa kada operater dodirne objekt u blizini opreme, utječući neizravno na ispitnu opremu.

Potencijalne posljedice ESD-a
• Trajna oštećenja: Izravna izmjena energije kroz pražnjenje može oštetiti poluvodičke uređaje unutar opreme, što dovodi do trajnog kvara.
• Kvarovi: Pražnjenje, bilo izravno ili neizravno, može izazvati promjene elektromagnetskog polja u blizini polja, uzrokujući kvar opreme.

Metode pražnjenja
Izravno pražnjenje
Kontaktno pražnjenje je poželjna metoda. Samo kada kontaktno pražnjenje nije moguće (npr. površine s izolacijskim slojevima ili razmaci između tipki računala) kao alternativa se koristi pražnjenje zrakom.
Neizravno otpuštanje
Neizravno pražnjenje uključuje metode horizontalne ravnine spajanja (HCP) i vertikalne ravnine spajanja (VCP) za simulaciju ESD scenarija u stvarnom okruženju uporabe.

Izbor između kontaktnog i zračnog pražnjenja
Kontaktno pražnjenje je poželjno zbog ograničenja uočenih kod pražnjenja zrakom u prethodniku IEC 61000-4-2, IEC 801-2, koji je koristio isključivo ispuštanje zraka. Utvrđeno je da su ponovljivost i usporedivost rezultata ispitivanja ispuštanjem zraka neadekvatni zbog sljedećih čimbenika:
• Brzina blizine: Brzina kojom se elektroda za pražnjenje približava uređaju koji se testira (DUT) utječe na valni oblik struje pražnjenja.
• Oblik površine: Oblik površine DUT-a utječe na distribuciju električnog polja elektrode.
• Uvjeti okoline: Temperatura, vlažnost i tlak zraka utječu na proces pražnjenja.
• Napon pražnjenja: Napon pražnjenja utječe na spektralne karakteristike valnog oblika struje pražnjenja. Na primjer, vrijeme porasta struje pražnjenja od 8 kV obično se kreće od 1 ns do 5 ns, dok viši naponi mogu imati vremena porasta od 5 ns do 30 ns.
Zaključak

Jedan od LISUN uspješan slučaj za kupca koji je instalirao cijeli set instrumenta za ispitivanje ESD otpornosti također uključuje ESD Desk kao na slici ispod za referencu:

ESD standardni STOL

Ispitivanje otpornosti na ESD ključna je metoda kojom se osigurava da elektronički uređaji mogu normalno raditi u stvarnim uvjetima uporabe. Pridržavajući se standarda GB/T 17626.2 (IEC 61000-4-2), proizvođači mogu identificirati i poboljšati ESD otpornost svojih uređaja, povećavajući pouzdanost i sigurnost proizvoda. Odgovarajuće mjere ESD zaštite i standardizirani postupci testiranja ključni su za osiguranje učinkovitosti i životnog vijeka elektroničke opreme.