IEC 6100-4-2 Ed.3(第三版)是靜電放電抗擾度試驗(yàn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),最新版本于2025年發(fā)布,主要更新內(nèi)容包括:
測(cè)試設(shè)備校準(zhǔn)要求
新增空氣放電模式的校準(zhǔn)要求,僅更換放電金屬導(dǎo)體時(shí)需測(cè)量最大開路電壓 ?
靜電槍校準(zhǔn)需增加1.2×1.5m的接地參考面板,并調(diào)整電流靶高度至1m ?
試驗(yàn)配置優(yōu)化
放電回流電纜間距縮短至0.1m,接地阻抗要求≤0.1Ω ?
桌上型設(shè)備放電電纜最大長(zhǎng)度調(diào)整為1.5m,設(shè)備與水平耦合板需用0.5±0.05mm絕緣材料隔開 ?
新增測(cè)試規(guī)范
增加可穿戴設(shè)備的測(cè)試方法,建議使用200pF電容和50Ω電阻 ?
細(xì)化性能分類標(biāo)準(zhǔn),允許設(shè)備短暫故障后自動(dòng)恢復(fù) ?
電流波形參數(shù)調(diào)整
接觸放電電流峰值從3.75A/kV調(diào)整為更高精度測(cè)量點(diǎn)(如10ns~40ns的Ip2峰值容許誤差±40%) ?
該標(biāo)準(zhǔn)適用于各類電子設(shè)備,需根據(jù)設(shè)備使用環(huán)境選擇測(cè)試等級(jí)(工業(yè)設(shè)備通常≥4級(jí)),并優(yōu)先采用接觸放電模式
試驗(yàn)方法
IEC61000-4-2 的試驗(yàn)可大致分為“直接放電"和“間接放電"兩種試驗(yàn)。以獲得標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證為目的時(shí),必須同時(shí)進(jìn)行直接放電和間接放電。
直接放電是一種假定人類與供試裝置直接接觸的試驗(yàn)方法。換句話說(shuō),帶電的人類接觸電子設(shè)備時(shí)會(huì)發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移,這種試驗(yàn)法通過(guò)電荷轉(zhuǎn)移時(shí)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)等判定電子電路是否會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作。
直接放電中發(fā)生的真實(shí)靜電放電現(xiàn)象,是當(dāng)人類與供試裝置從互相分離的位置逐漸接近時(shí)發(fā)生絕緣擊穿,人體所帶電荷向供試裝置放電的現(xiàn)象,但I(xiàn)EC61000-4-2規(guī)定的直接放電試驗(yàn)方法采用的是一種被稱為接觸放電的方式,即將放電槍的放電頭與施加點(diǎn)接觸并關(guān)閉放電開關(guān),注入靜電電流。這是特意采用了一種不同于現(xiàn)實(shí)中靜電放電現(xiàn)象的方式,目的是提高試驗(yàn)的再現(xiàn)性。
此外還采用了基于實(shí)際靜電放電現(xiàn)象的試驗(yàn)方法,即在空氣中造成絕緣擊穿從而放電的空氣放電方式。這種空氣放電方式是在放電開關(guān)關(guān)閉的情況下,將放電槍靠近施加點(diǎn),直至與其接觸的試驗(yàn)方法。
間接放電是指,模擬人體所帶電荷通過(guò)指尖等向供試裝置附近的金屬物體放電所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)效應(yīng)。
1、進(jìn)行直接放電時(shí)
直接放電包括接觸放電和空氣放電兩者,在供試裝置的金屬部要進(jìn)行接觸放電。接觸放電是在放電槍與供試裝置的施加點(diǎn)接觸時(shí)關(guān)閉放電開關(guān)來(lái)施加靜電噪聲的方法,使用圓錐形狀的放電頭以確保接觸良好。
而如果供試裝置中沒(méi)有金屬部,或者雖然有金屬部,但對(duì)于使用者可能頻繁接觸的絕緣面部位,要在放電開關(guān)關(guān)閉的情況下,將放電槍靠近施加點(diǎn),直至與其接觸,從而進(jìn)行空氣放電。
空氣放電使用圓形放電頭。與圓錐形相比,圓形的優(yōu)點(diǎn)是帶電電荷不易釋放到空氣中。此外,放電要在5秒以內(nèi)進(jìn)行,以避免電荷釋放。
(1)確定施加點(diǎn)和放電方法
如果試驗(yàn)規(guī)格書等已確定了施加點(diǎn)及放電方法,則無(wú)需進(jìn)行預(yù)備試驗(yàn)。在進(jìn)行試驗(yàn)之前,請(qǐng)參照各自的規(guī)格。如果沒(méi)有記述,請(qǐng)執(zhí)行以下操作。
(a)確定施加點(diǎn)(預(yù)備試驗(yàn))
進(jìn)行預(yù)備試驗(yàn)是為了判斷供試裝置的哪些部分容易受到噪聲影響。這是決定施加到哪些部分的參考依據(jù)。
• 預(yù)備試驗(yàn)按空氣放電、接觸放電、使用水平耦合板及垂直耦合板的間接放電這一順序進(jìn)行調(diào)查。
• 由于空氣中放電的放電電流上升時(shí)間會(huì)隨施加電壓的變化而變化,從而導(dǎo)致頻率譜不同,因此要逐漸升高施加電壓來(lái)進(jìn)行預(yù)備試驗(yàn)。
• 接觸放電以20Hz(重復(fù)周期0.05秒)的施加頻率為例進(jìn)行記載,如果沒(méi)有指定間隔時(shí)間,也可按1次/ 秒進(jìn)行施加。
• 將ESD發(fā)生器的模式設(shè)為連續(xù),使放電槍以掠過(guò)供試裝置表面的方式移動(dòng)。
將容易受到靜電放電影響的位置設(shè)為施加點(diǎn)。
放電可能會(huì)導(dǎo)致裝置帶電,致使后續(xù)放電無(wú)法正常觸發(fā)。此時(shí)請(qǐng)使用除電刷等進(jìn)行除電,釋放電荷。
【注意】
由于供試體在釋放所帶電荷(除電)時(shí)可能會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作,因此通過(guò)電阻(數(shù)kΩ~數(shù)MΩ)進(jìn)行除電可以避免誤動(dòng)作。(參照“3.3.3對(duì)非接地供試裝置的試驗(yàn)方法"。)也可通過(guò)與繼電器等相組合,自動(dòng)進(jìn)行除電(自動(dòng)除電探頭01-00013B等)。
(b)免施加部位
若產(chǎn)品規(guī)格等中無(wú)特別規(guī)定,下列部位規(guī)定為免放電部位。
1) 僅在維護(hù)時(shí)接觸的部位
雖然是使用者會(huì)接觸到的部位,但接觸的頻率非常低,例如與更換電池等有關(guān)的部位。
2) 安裝后不會(huì)接觸的部位
例如桌面或落地設(shè)備的底部、壁掛設(shè)備的貼墻側(cè)、安裝后固定的連接器部。
3) 連接器1
在容易受到噪聲影響的測(cè)量用/ 通信用高頻連接器附近粘貼警告標(biāo)簽時(shí)。
4) 連接器2
根據(jù)外殼/ 外蓋材質(zhì)組合的不同,靜電放電的施加部位規(guī)定如下。如果外蓋是用來(lái)保護(hù)引腳的,則會(huì)在外蓋上或其附近粘貼注明此意的警告標(biāo)簽。這樣做的目的是緩解對(duì)信號(hào)引腳施加的放電。如果外殼是金屬的,則可期待放電優(yōu)先發(fā)生于外殼而非引腳。
(c)確定各施加點(diǎn)是接觸放電還是空氣放電
接觸放電是主要方法,如果無(wú)法實(shí)現(xiàn),則進(jìn)行空氣放電。要確定是接觸放電還是空氣放電,請(qǐng)參照下文。
接觸放電
在通常的使用中,接觸放電是在判斷會(huì)與人體直接接觸的金屬部進(jìn)行的。
空氣放電
在通常的使用中,空氣放電是在判斷會(huì)與人體直接接觸的絕緣部進(jìn)行的。通常,如果存在金屬,只需要對(duì)金屬部進(jìn)行接觸放電,但如果存在使用者在通常的使用狀態(tài)下會(huì)頻繁接觸的絕緣部,則需要對(duì)該部位進(jìn)行空氣放電。
(2)進(jìn)行接觸放電時(shí)
在進(jìn)行接觸放電時(shí),請(qǐng)參考以下內(nèi)容確定施加點(diǎn)并進(jìn)行放電。
1) 預(yù)備試驗(yàn)結(jié)果如無(wú)特別問(wèn)題,建議以手掌大小的面積設(shè)置1 處施加點(diǎn)。
2) 對(duì)操作部等可能與人體接觸的金屬部分進(jìn)行放電。
3) 若存在多個(gè)單元,需分別對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行放電。
4) 對(duì)于輸入輸出端子,部分產(chǎn)品群標(biāo)準(zhǔn)中已有相關(guān)規(guī)定。
5) 如果表面有涂層,則用圓錐形放電頭穿透涂層面進(jìn)行接觸放電。
(制造商指定為絕緣涂層的部位除外。)
6) 如果供試裝置為電池驅(qū)動(dòng)等無(wú)接地情況,也請(qǐng)參照“3.3.3對(duì)非接地供試裝置的試驗(yàn)方法"。進(jìn)行接觸放電的部位為下圖箭頭所指的部位。
對(duì)設(shè)定或規(guī)定的施加點(diǎn)進(jìn)行接觸放電。
• 使用圓錐形的放電頭。
• 將試驗(yàn)儀調(diào)至接觸放電模式,將放電槍垂直抵住施加點(diǎn),然后按下觸發(fā)開關(guān)。
• 試驗(yàn)電壓等級(jí)請(qǐng)參照“2試驗(yàn)室準(zhǔn)備篇"。
• 對(duì)于每個(gè)施加點(diǎn),各極性至少要施加10次單發(fā)放電。建議施加間隔1秒以上。
• 放電回流電纜請(qǐng)距離供試裝置0.1m以上。
• 進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),不得接觸放電槍以外的物體。
• 原則上,施加方向應(yīng)垂直于受試面。但在薄型機(jī)箱的側(cè)面施加時(shí),由于水平耦合板會(huì)與放電槍緊密接觸,因此建議傾斜45°施加(不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定)。
【解說(shuō)】
在桌面型裝置的試驗(yàn)中,供試裝置很容易受到周邊導(dǎo)體的影響。人體作為導(dǎo)體自然也會(huì)產(chǎn)生影響,因此若在觀察的同時(shí)施加放電,將會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果的再現(xiàn)性。并且,抗噪能力越弱的設(shè)備受到的影響越大。
關(guān)于放電槍的握持方式
握持放電槍試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
• 請(qǐng)勿觸摸握把以外的部分。
• 用雙手握住放電槍或觸摸其他部位時(shí),人體會(huì)在放電回路中形成寄生電容,從而影響放電波形,造成試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)差異。
(3) 進(jìn)行空氣放電時(shí)
在進(jìn)行空氣放電時(shí),請(qǐng)參考以下內(nèi)容確定施加點(diǎn)并進(jìn)行放電。
1) 針對(duì)非金屬操作部等可能與人體接觸的部分(特別是可能會(huì)通過(guò)內(nèi)部機(jī)架等樹脂縫隙放電的部分)進(jìn)行放電。
2) 預(yù)備試驗(yàn)結(jié)果如無(wú)特別問(wèn)題,對(duì)于操作部以外的區(qū)域,建議以手掌大小的面積為單位確定1處施加點(diǎn)。
3) 若存在多個(gè)單元,需分別對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行放電。
4) IEC61000-4-2未對(duì)輸入輸出端子作出規(guī)定,但部分產(chǎn)品群標(biāo)準(zhǔn)參照中已有相關(guān)規(guī)定。評(píng)估產(chǎn)品時(shí)仍需進(jìn)行。
5) 如果供試裝置為電池驅(qū)動(dòng)等無(wú)接地情況,也請(qǐng)參照“3.3.3對(duì)非接地供試裝置的試驗(yàn)方法"。進(jìn)行空氣放電的部位為下圖箭頭所指的部位。
對(duì)設(shè)定或規(guī)定的施加點(diǎn)進(jìn)行空氣放電。
• 使用圓形的放電頭。
• 放電槍的使用方法如下。
1. 將試驗(yàn)儀切換到空氣放電模式,在按住放電槍觸發(fā)開關(guān)的狀態(tài)下從遠(yuǎn)處以最快速度靠近供試裝置并與之接觸。2.在按住放電槍觸發(fā)開關(guān)的狀態(tài)下遠(yuǎn)離供試裝置。
然后松開觸發(fā)開關(guān)。
• 試驗(yàn)電壓首先從試驗(yàn)等級(jí)1開始實(shí)施,然后按等級(jí)2、等級(jí)3的順序逐級(jí)提升至目標(biāo)試驗(yàn)等級(jí)。
• 試驗(yàn)電壓等級(jí)請(qǐng)參照“2試驗(yàn)室準(zhǔn)備篇"。
• 對(duì)于每個(gè)施加點(diǎn),各極性至少要施加10次單發(fā)放電。(施加間隔可以在1秒以上。)
• 放電回流電纜請(qǐng)距離供試裝置0.1m以上。
• 進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),不得接觸放電槍以外的物體。
【參考1】
空氣放電的電流上升時(shí)間及峰值電流會(huì)隨放電距離而變化。(通常,放電距離越長(zhǎng)上升越慢,峰值電流越小。)此外,其中包含的頻率成分及放電電流也會(huì)變化,因此對(duì)于高試驗(yàn)等級(jí)的要求,需要從較低的電壓試驗(yàn)到所需等級(jí)。
【參考2】
空氣放電的施加位置會(huì)根據(jù)施加電壓而變化。
2、進(jìn)行間接放電時(shí)
(1)對(duì)水平耦合板進(jìn)行放電時(shí)
• 使用圓錐形的放電頭。
• 在距離供試裝置0.1m的位置對(duì)所有面進(jìn)行。
• 放電槍平行于水平耦合板的表面與水平耦合板的橫截面接觸并進(jìn)行放電。
• 要改變供試裝置的放電面時(shí),應(yīng)移動(dòng)(旋轉(zhuǎn))供試裝置進(jìn)行放電。
• 試驗(yàn)電壓等級(jí)請(qǐng)參照“2試驗(yàn)室準(zhǔn)備篇"。
• 對(duì)于每個(gè)施加點(diǎn),各極性至少要施加10次單發(fā)放電。建議施加間隔為1秒。
• 放電回流電纜請(qǐng)距離供試裝置0.1m以上。
• 進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),不得接觸放電槍以外的物體。
(2)對(duì)垂直耦合板進(jìn)行放電時(shí)
• 使用圓錐形的放電頭。
將垂直耦合板配置在距離供試裝置端面0.1m處。(用470kΩ×2根放電電阻電纜與基準(zhǔn)接地平面連接。)將放電槍垂直抵住垂直耦合板橫截面(垂直邊)的中央部進(jìn)行放電。
如果供試裝置的側(cè)面比垂直耦合板大很多,則應(yīng)移動(dòng)垂直耦合板以覆蓋整個(gè)側(cè)面。
• 垂直耦合板可以超出水平耦合板,但最好將垂直耦合板配置于水平耦合板上的絕緣墊上。
• 對(duì)于每個(gè)施加點(diǎn),各極性至少要施加10次單發(fā)放電。(建議施加間隔為1秒。)
• 進(jìn)行放電試驗(yàn)時(shí),不得接觸放電槍以外的物體。
3、對(duì)非接地供試裝置的試驗(yàn)方法
間接放電到垂直耦合板時(shí)的位置
對(duì)裝置規(guī)格或設(shè)計(jì)不允許設(shè)備連接到接地系統(tǒng)的供試裝置(無(wú)接地裝置或電池驅(qū)動(dòng)、通過(guò)AC 適配器運(yùn)行的設(shè)備等)進(jìn)行靜電試驗(yàn)時(shí),為模擬單發(fā)放電現(xiàn)象,必須在施加靜電放電之前消除供試裝置上的電荷。
此外,連接器外殼、電池端子引腳和天線等金屬部同樣必須在施加靜電放電前進(jìn)行除電。消除供試裝置上所帶電荷的方法有以下方法。
(1) 桌面型裝置時(shí)
通過(guò)470kΩ×2根放電電阻電纜將供試裝置的施加部位與基準(zhǔn)接地平面連接。
(2) 落地設(shè)備時(shí)
通過(guò)470kΩ×2根放電電阻電纜將供試裝置的施加部位與基準(zhǔn)接地平面連接。放電電阻電纜的連接必須確保從供試裝置到電阻的距離在0.1m以內(nèi)。
此外,除電的替代方法有以下方法等。
• 設(shè)置足夠自然放電的施加間隔。
• 使用除電刷。
如果安裝了放電電阻電纜的試驗(yàn)結(jié)果與未安裝狀態(tài)不同,則以未安裝狀態(tài)的結(jié)果為準(zhǔn)。
在試驗(yàn)方法中,根據(jù)上述直接放電及間接放電,對(duì)于每個(gè)施加點(diǎn),各極性至少要施加10 次單發(fā)放電,但施加間隔可以在 1 秒以上。
4、對(duì)壁掛式裝置的試驗(yàn)方法
(1) 如果安裝面為非導(dǎo)電性
在接地平面上放置高0.8m的非導(dǎo)電性支撐體,將裝置放在上面進(jìn)行試驗(yàn)。
(2) 如果安裝面為導(dǎo)電性
保持從接地平面到裝置底面的距離為0.8m,將其安裝在接地的金屬墻壁上進(jìn)行試驗(yàn)。其他規(guī)定與落地裝置的試驗(yàn)沒(méi)有明顯區(qū)別。
5、對(duì)可穿戴設(shè)備的試驗(yàn)方法
采用非接地桌面裝置的試驗(yàn)配置進(jìn)行試驗(yàn)。此外,作為追加試驗(yàn),為了再現(xiàn)佩戴在腰部的可穿戴設(shè)備最嚴(yán)苛的放電電流條件,充電電容和放電電阻分別在200pF和50Ω下進(jìn)行試驗(yàn),以供參考。
微信掃一掃