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便攜式產品ESD的測量技術

來源:本站整理 作者:葉子2011年12月18日 15:37
[導讀] 電子系統的靜電放電(ESD)魯棒性性能測試通常采用IEC 61000-4-2作為標準。這個標準定義了每個電壓等級下的沖擊電流波形、如何校準ESD脈沖源、用于測量的測試環境、測試通過與失敗的判
關鍵詞:測量技術ESD

 

  電子系統的靜電放電(ESD)魯棒性性能測試通常采用IEC 61000-4-2作為標準。這個標準定義了每個電壓等級下的沖擊電流波形、如何校準ESD脈沖源、用于測量的測試環境、測試通過與失敗的判據,此外還提供了如何進行測試的指南。

  但在對電子系統進行ESD測試時,人們并不知道被測單元實際能承受多大應力沖擊。對在受沖擊情況下沒有接地的便攜式產品來說,這點尤其正確。誠然,在便攜式電池供電產品的ESD測試中,測量實際沖擊電流是有可能的,甚至還可能通過簡單地計算,展示如何從測量中獲得額外的信息。

  對于小型產品來說,工程師經常在專門的測試環境中執行系統級ESD測試(圖1)。對IEC 61000-4-2測試而言,這些測試環境包括:地板上的金屬接地板、木桌、放在桌子上的金屬水平耦合板(到接地板有個0.95米長的連線,在水平耦合板之上的一個0.5mm絕緣層)。

  

 

  圖1

  這樣的測試環境必然能實現可重復的結果。首先,將被測設備(EUT)放在絕緣表面上,然后從不同的方向對EUT施加沖擊。例如,給導電表面施加接觸放電,這些表面包括所有金屬外殼和連接器的接地金屬殼。也可以向四周絕緣表面進行空氣放電,并將重點放在可能的ESD路徑上,比如設備外殼中的縫隙以及所有通風孔及鍵盤。

  間接放電測試也是工作的一部分,特別是在水平和垂直耦合板上進行間接放電,以模擬由相鄰物體中的ESD事件引起的電磁干擾(EMI)效應。對設計師工程師來說,使事情變得更加困難和復雜的是施加到EUT上的實際沖擊大小在這些測量中并不總是很明顯。

  這里用一個便攜式電池供電的個人數字助理(PDA)作為例子。首先,向USB端口的金屬接地外殼施加接觸放電模式的沖擊,然后用具有1GHz上限帶寬的變壓器類型電流探頭(最好是Fischer Custom Communications公司的F-65A)測量電流,并連接到標準的1GHz帶寬示波器。請注意,探頭內徑需要足夠大,以便適配IEC 61000-4-2兼容ESD qiang的約12mm直徑頭子。

  

 

  圖2

  為簡化對這個特殊例子的描述,測量參考基準是直接位于桌面上的0.6平方米接地板,不再使用完整的IEC測試裝置(圖2)。ESD qiang的接地線連接到接地板的一個角。所有測量都在8kV電壓下進行。第一次測量直接到接地板中心。這些測量結果采用擴展時間刻度。

  

 

  圖3

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