Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) – Immunitätstest gegen elektrostatische Entladung (ESD)

Immunitätsprüfung gegen elektrostatische Entladung (ESD)
Elektrostatische Entladung (ESD) Immunitätsprüfung ist ein entscheidender Aspekt der elektromagnetischen Verträglichkeitsprüfung. Der nationale Standard für ESD-Immunitätstests ist GB/T 17626.2, der dem internationalen Standard entspricht IEC 61000-4-2. ESD ist ein weit verbreitetes Naturphänomen, das besonders in trockenen Umgebungen auftritt. Wenn eine Person beispielsweise auf einem Kunstfaserteppich läuft, kann die Reibung zwischen den Schuhen und dem Teppich dazu führen, dass der Körper eine Ladung von über 10^-6 Coulomb ansammelt (abhängig vom Widerstand zwischen den Schuhen und dem Teppich). In diesem Mensch/Teppich/Erde-System beträgt die durchschnittliche Kapazität ungefähr zehn bis hundert Picofarad (pF), wodurch möglicherweise Spannungen von bis zu 15 Kilovolt (kV) erzeugt werden.

Studien haben gezeigt, dass verschiedene Personen unterschiedliche ESD-Stromimpulse mit Anstiegszeiten von 100 Pikosekunden (ps) bis 30 Nanosekunden (ns) erzeugen. Elektronikingenieure haben beobachtet, dass ESD häufig auftritt, wenn eine Person Halbleiterbauelemente berührt, was zum Zusammenbruch mehrerer Schichten von Halbleitermaterialien und damit zu irreversiblen Schäden führen kann. Darüber hinaus können ESD und die daraus resultierenden elektromagnetischen Feldschwankungen den normalen Betrieb elektronischer Geräte stören und beschädigen.

LISUN entworfen und hergestellt Elektrostatischer Entladungssimulator Die höchste elektrostatische Spannung kann bis zu 30 kV betragen, was ausreicht, um die strengsten Anforderungen an die elektrostatische Standardspannung zu decken (die Spannungsanforderungen für die elektrostatische Luftentladung der Klasse 4 betragen 15 kV). Die ESD-Prüfpistole kann für die meisten elektrischen und elektronischen Geräte für elektrostatische Entladungstests verwendet werden und kann auch die Vergleichbarkeit und Reproduzierbarkeit des Tests gewährleisten.

ESD61000-2_Simulator für elektrostatische Entladung

Zweck der ESD-Immunitätsprüfung
Der GB/T 17626.2-Standard beschreibt Szenarien, in denen der menschliche Körper durch Reibung in Umgebungen mit geringer Luftfeuchtigkeit aufgeladen werden kann. Wenn eine aufgeladene Person ein Gerät berührt, kann sie sich entladen und die Funktionalität des Geräts beeinträchtigen. ESD-Immunitätstests simulieren in erster Linie die folgenden zwei Szenarien:
• Direkte Entladung: Eine Entladung tritt auf, wenn ein Bediener das Gerät direkt berührt, und die Auswirkungen dieser Entladung auf den Betrieb des Geräts.
• Indirekte Entladung: Eine Entladung tritt auf, wenn ein Bediener ein Objekt in der Nähe des Geräts berührt und dadurch das Testgerät indirekt beeinträchtigt.

Mögliche Folgen von ESD
• Dauerhafte Schäden: Der direkte Energieaustausch durch Entladung kann Halbleiterbauelemente im Gerät beschädigen und zu dauerhaften Ausfällen führen.
• Fehlfunktionen: Entladungen, ob direkt oder indirekt, können Änderungen des elektromagnetischen Felds im Nahfeld hervorrufen und so Fehlfunktionen des Geräts verursachen.

Entladungsmethoden
Direkte Entladung
Die Kontaktentladung ist die bevorzugte Methode. Nur wenn eine Kontaktentladung nicht möglich ist (z. B. Oberflächen mit isolierenden Schichten oder Lücken zwischen Computertasten), wird alternativ die Luftentladung verwendet.
Indirekte Entladung
Die indirekte Entladung umfasst Methoden der horizontalen Kopplungsebene (HCP) und der vertikalen Kopplungsebene (VCP), um ESD-Szenarien in der tatsächlichen Nutzungsumgebung zu simulieren.

Wahl zwischen Kontaktentladung und Luftentladung
Die Kontaktentladung wird bevorzugt, da die Luftentladung beim Vorgängermodell von IEC 61000-4-2, IEC 801-2, bei der ausschließlich Luftentladungen verwendet wurden. Die Wiederholbarkeit und Vergleichbarkeit der Testergebnisse bei Verwendung von Luftentladungen wurde aufgrund der folgenden Faktoren als unzureichend befunden:
• Annäherungsgeschwindigkeit: Die Geschwindigkeit, mit der sich die Entladungselektrode dem zu testenden Gerät (DUT) nähert, beeinflusst die Wellenform des Entladungsstroms.
• Oberflächenform: Die Form der DUT-Oberfläche beeinflusst die elektrische Feldverteilung der Elektrode.
• Umgebungsbedingungen: Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck beeinflussen den Entladevorgang.
• Entladespannung: Die Entladespannung beeinflusst die spektralen Eigenschaften der Entladestromwellenform. Beispielsweise liegt die Anstiegszeit eines 8-kV-Entladestroms typischerweise zwischen 1 ns und 5 ns, während höhere Spannungen Anstiegszeiten von 5 ns bis 30 ns haben können.
Fazit

Hauptvorteile von LISUN erfolgreicher Fall für einen Kunden, der ein komplettes Set an ESD-Immunitätstestgeräten installiert hat, einschließlich ESD-Schreibtisch wie unten abgebildet als Referenz:

ESD-Standard DESK

ESD-Immunitätstests sind eine wichtige Methode, um sicherzustellen, dass elektronische Geräte unter tatsächlichen Nutzungsbedingungen normal funktionieren. Durch die Einhaltung der Standards GB/T 17626.2 (IEC 61000-4-2) können Hersteller die ESD-Immunität ihrer Geräte ermitteln und verbessern und so die Produktzuverlässigkeit und -sicherheit erhöhen. Richtige ESD-Schutzmaßnahmen und standardisierte Testverfahren sind entscheidend, um die Leistung und Lebensdauer elektronischer Geräte sicherzustellen.