靜電放電測(cè)試介紹

你是否遇到過(guò)這樣的情況：觸摸電子設(shè)備時(shí)突然“觸電”，或是設(shè)備莫名出現(xiàn)故障？其實(shí)，這很可能是靜電放電在“搞鬼”。作為電子設(shè)備的主要干擾源，靜電放電的影響遠(yuǎn)比我們想象中更嚴(yán)重。今天，我們就從原理、危害、測(cè)試到防護(hù)，拆解靜電放電那些事。

一、先搞懂：什么是靜電放電？

靜電放電是常見(jiàn)的自然現(xiàn)象：兩種不同材料摩擦?xí)r，因介電強(qiáng)度差異產(chǎn)生靜電電荷；當(dāng)電荷積累到一定程度，接觸其他物體時(shí)會(huì)擊穿介質(zhì)、形成通路，最終完成放電。

看似普通的放電過(guò)程，對(duì)電子設(shè)備卻是“隱形殺手”—— 人體攜帶的靜電，可能成為電子設(shè)備或爆炸性材料的威脅：輕則引發(fā)電磁變化導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)作，重則損壞半導(dǎo)體器件，造成設(shè)備失效。

因靜電現(xiàn)象在自然界無(wú)處不在，所以靜電放電測(cè)試在電子產(chǎn)品的電磁兼容性能評(píng)估中占據(jù)舉足輕重的地位。故而為行業(yè)內(nèi)所廣泛重視。

二、關(guān)鍵環(huán)節(jié)：靜電放電如何測(cè)試？

為評(píng)估設(shè)備抗靜電干擾的能力，需通過(guò)靜電放電發(fā)生器模擬放電現(xiàn)象，并依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展測(cè)試。核心測(cè)試細(xì)節(jié)如下：

1. 兩種放電方式

•直接放電：模擬人直接觸摸設(shè)備放電，分接觸放電（優(yōu)先用于金屬裸露表面）和空氣放電（用于塑料機(jī)箱等非導(dǎo)電表面）。

•間接放電：模擬人觸摸鄰近設(shè)備時(shí)的間接干擾，通過(guò)對(duì)水平/ 垂直耦合板放電，形成靜電場(chǎng)測(cè)試設(shè)備抗擾能力（耦合板通過(guò) 470KΩ 電阻接地，電荷不會(huì)立即泄放）。

2. 測(cè)試等級(jí)與標(biāo)準(zhǔn)

•測(cè)試等級(jí)需結(jié)合設(shè)備使用場(chǎng)景確定（具體等級(jí)可參考設(shè)備測(cè)試規(guī)范）。

•核心執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T17626.2-2018、IEC61000-4-2：2008（《電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗(yàn)》）。

表1給出了靜電放電試驗(yàn)時(shí),試驗(yàn)等級(jí)的優(yōu)先選擇范圍。

試驗(yàn)還應(yīng)滿(mǎn)足表1中所列的較低等級(jí)。

有關(guān)可能影響對(duì)人體帶電電壓電平的各種參數(shù)的詳細(xì)情況見(jiàn)《GB/T17626.2-201》附錄A中的A2。另外，附錄A中A4還包括一些與環(huán)境安裝等級(jí)有關(guān)的試驗(yàn)等級(jí)的實(shí)例。

接觸放電是優(yōu)先選擇的試驗(yàn)方法,空氣放電則用在不能使用接觸放電的場(chǎng)合中。每種試驗(yàn)方法的電壓列于表1中,由于試驗(yàn)方法的差別,每種方法所示的電壓是不同的。兩種試驗(yàn)方法的嚴(yán)酷程度并不表示相等的。

3. 具體測(cè)試操作

•直接放電：先以20 次 / 秒速率掃視設(shè)備，尋找敏感部位；正式測(cè)試以 1 次 / 秒速率，每個(gè)點(diǎn)放電 20 次（正負(fù)各 10 次）。空氣放電需用半圓頭電極，放電前移開(kāi)電極再緩慢靠近，且電極需垂直設(shè)備表面。

•間接放電：打水平耦合板時(shí)，放電槍垂直離設(shè)備0.1m 處接觸放電；打垂直耦合板時(shí)，耦合板離設(shè)備 0.1m，放電槍垂直于耦合板垂直邊中心，設(shè)備 4 個(gè)垂直面均需測(cè)試。

小貼士：接觸放電因不確定因素少、上升時(shí)間陡，即使電壓低，測(cè)試嚴(yán)格度也高于同等級(jí)空氣放電，因此成為

方式。

三、如何判斷測(cè)試結(jié)果？4 類(lèi)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

試驗(yàn)結(jié)果根據(jù)設(shè)備功能/ 性能受影響程度分類(lèi)，具體由制造商與購(gòu)買(mǎi)方協(xié)商確定，或參考相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：

•a 類(lèi)：性能在規(guī)定限值內(nèi)，正常運(yùn)行；

•b 類(lèi)：功能暫時(shí)喪失，騷擾停止后自行恢復(fù)，無(wú)需干預(yù)；

•c 類(lèi)：功能暫時(shí)喪失，需人工干預(yù)才能恢復(fù)；

•d 類(lèi)：硬件/ 軟件損壞或數(shù)據(jù)丟失，功能無(wú)法恢復(fù)。

四、重點(diǎn)來(lái)了：如何做好靜電放電防護(hù)？

從源頭控制、路徑優(yōu)化到器件防護(hù)，7 個(gè)關(guān)鍵措施幫你降低風(fēng)險(xiǎn)：

1.源頭控電荷：阻止電荷聚集，過(guò)量電荷及時(shí)泄放；無(wú)法泄放的靜電需隔離，避免干擾關(guān)鍵電路；

2.外殼防護(hù)：非金屬外殼加強(qiáng)絕緣或加金屬屏蔽層；金屬外殼保持導(dǎo)電連續(xù)，降低搭接阻抗；

3.屏幕與面板：用透明屏蔽材料保護(hù)，確保屏蔽層與外殼接地點(diǎn)良好接觸；

4.線(xiàn)路處理：電源線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)采用屏蔽、濾波或套鐵氧體磁環(huán)，屏蔽層需接地；

5.內(nèi)部電路優(yōu)化：明確電流泄放路徑并確保通暢，敏感信號(hào)線(xiàn)、模塊遠(yuǎn)離放電路徑，必要時(shí)加屏蔽罩；

6.器件防護(hù)：在保護(hù)器件前并聯(lián)放電器件（如TVS、ESD、壓敏電阻）；

7.串聯(lián)阻抗：串聯(lián)電阻或磁珠，限制ESD 放電電流。