静电放电是一种自然现象,当两种不同介电强度的材料相互摩擦时,就会产生静电电荷,当其中一种材料上的静电电荷累计到一定程度,在与另外一个物体接触时,就会通过这个物体将电荷导入大地从而进行放电。静电放电及其影响是我们在电磁兼容领域(EMC)所关心的重要一点。
静电问题对电子设备来说是必须考虑和预防的。为了防止电子设备在静电干扰时出现产生不必要的误动作,因此各个国家、各行业也都对于相关的电子设备做出了静电测试(ESD)要求。本文就以普通电子产品的国际基础标准要求与汽车电子的国际标准(以雪铁龙企业标准为例)做一比较。
主要差异如下:
标准 静电 要求 | 普通电子产品 国际基础标准 | 汽车电子 | |
国际标准 | 雪铁龙要求 | ||
标准号 | IEC 61000-4-2: 2001 | ISO 10605: 2001 | B21 7110: 2005 |
静电要求 | 储能电容:150(1±10%)pF 放电电阻:330(1±10%)Ω 充电电阻:50MΩ与100MΩ之间 输出电压:接触8KV;空气15KV 输出电压示值的容许变差:±5% 输出电压机型:正负极(可切换) 保持时间:至少5s 放电,操作方式:单次放电(连续放电之间的时间至少1s) 放电电流波形:见图a | ESD模拟器应具有一下特征:
电压范围:-25KV ~ +25kV 电容:330±10%pF,150±10%pF 电阻:2000Ω±10% 上升沿时间: 1)直接接触:0.7ns~1ns 2)空气放电:≤5ns | 未供电静 测试: 电压范围:-30KV ~+30kV 功率积聚电容:150pF 放电电阻:330Ω 供电静电测试: 电压范围:-25KV ~+25kV 功率积聚电容:330pF 放电电阻:2kΩ
静电放电发生器需按照ISO 10605标准校准 |
试验环境的要求 | 环境温度:15oC~35oC 相对湿度:30%~60% 大气压力:86~106kPa | 环境温度:23oC±5 相对湿度:30%~60%(推荐20oC和30%) | 相对湿度为20%至60%之间进行,30%值时优先考虑 |
接地平板 | 最小厚度为0.25mm的铜或铝的金属薄板,其他金属至少有0.65mm厚度,最小尺寸为1m2,且每边至少伸出受试设备或偶合办之外0.5m,接地线总长一般为2m | 厚度至少为1mm的金属薄片,面积至少为1m2,且外沿超出EUT投影轮廓的距离至少100mm,接地面板与实验设施地相连,连接地线长度小于2m,宽度至少50mm | 符合ISO 10605标准要求 |
测试桌和绝缘快 | 测试桌:高0.8m 水平耦合板面积:1.6m×0.8m 绝缘层厚度:0.5mm | 绝缘材料要求:洁净无稀释性 厚度:25±2.5mm 大小:与EUT投影轮廓各边距离至少20mm | 符合ISO 10605标准要求,额外要求: EUT应放置在0.5至5mm的绝缘支架上 |
垂直耦合板 | 大小:0.5×0.5m 与EUT距离:0.1m | 无垂直耦合面板要求 | 无垂直耦合面板要求 |
施加放电方式以及 | 直接接触放电 间接放电: (利用静电发生器对耦合板的放电来模拟间接放电) 空气放电: (包括涂层材料为绝缘材料的金属外壳) | 直接接触放电 空气放电 | 接触放电 间接放电 空气放电 |
静电放电施加点 | 只施加在正常使用时人员可接触到的受试设备上的金属点和面 | 可触及得到的,暴露于表面的把手、按键、开关等操纵件,或车内乘员容易触及的表面 | 乘客舱中用户可直接或间接接触的每个点, 发动机或乘客舱外部易接触的点,远程模式下用户易接触到的每个输入输出引脚, 距离乘客舱和发动机较远出的由几件设备组成的单元 |
静电放电时EUT工作模式 | EUT处于典型的工作条件 | 被试设备至少工作于待机运行模式 | 设备未供电情况 和 供电状态下正常运行状态 |
实验等级的选择 | 见附表A | 见附表 B | 见附表 C & D |
判定标准要求 | a) 在制造上,委托方或购买方规定的限值内性能正常 b) 功能或性能暂时丧失或降低,但在骚扰停止后能自行恢复,不需要操作者干预 c) 功能或性能暂时丧失或降低,在操作这的干预下才能恢复 d) 因设备硬件或软件损坏,或数据丢失而造成不能恢复的功能丧失或性能降低 | A:设备或系统在暴露于干扰期间和之后,能执行其预先设计的所有功能 B: 设备或系统在暴露于干扰期间,能执行其预先设计的所有功能,有一项或多项指标超出规定偏差。所有功能在移除直接暴露干扰之后自动回复到正常允许范围内。预先设计功能维持A类水平 C: 设备或系统在暴露于干扰期间,不执行其预先设计的一项或多项功能,但在 直接暴露干扰之后能自动回复到正常操作状态 D: 设备或系统在暴露于干扰期间,不执行其预先设计的一项或多项功能,直到移除直接暴露干扰之后及通过简单的“操作或使用"复位动作之后才能自动恢复到正常操作状态 E: 设备或系统在暴露于干扰期间和之后,不执行其预先设计的一项或多项功能,且如果不修理或不替换设备或系统,则不能恢复其操作 |
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