靜電放電標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)國家或地區(qū)的不同，汽車電子組件認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)可能不同，國家標(biāo)準(zhǔn)、國際標(biāo)準(zhǔn)或汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。為了更好地滿足各地區(qū)汽車零部件產(chǎn)品的要求，我們將比較和分析不同的靜電放電標(biāo)準(zhǔn)。

靜電放電標(biāo)準(zhǔn)主要由國際標(biāo)準(zhǔn)，IEC61000-4-2，ISO 10605 和各汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組成。

表1 靜電放電測試標(biāo)準(zhǔn)

注：從表中可以看出，國際標(biāo)準(zhǔn)一直是企業(yè)或?qū)嶒炇易冯S的標(biāo)準(zhǔn)，都在其基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，大眾和克萊斯勒參考了ISO10605和IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)。

靜電放電原理

靜電是由于摩擦而無法在兩個物體之間轉(zhuǎn)移的。這些積累的電荷產(chǎn)生靜電。靜電放電可以通過傳導(dǎo)和輻射對電子元件進(jìn)行干擾。PCB干擾影響系統(tǒng)工作。靜電放電基本上分為兩種模型。1.各種電子設(shè)備帶電引起的靜電；2.人體電荷引起的靜電，汽車零部件的基本標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要基于人體模型模擬靜電放電。下圖為人體模型的原理圖，其中電阻代表人體電阻，電容C代表人體電容。

試驗方法及測試布置

1試驗環(huán)境要求

表2 環(huán)境要求

注：通過靜電放電原理，靜電與環(huán)境有很大關(guān)系，通常溫度越低，濕度越低，越容易產(chǎn)生靜電，從上表可以看出，各汽車企業(yè)接近產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，比基本標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格，克萊斯勒和寶馬標(biāo)準(zhǔn)沒有明確的溫濕度要求，但根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)可追溯性原則，需要追溯到上級，以ISO10605要求為準(zhǔn)。

2、靜電發(fā)生器輸出特性的要求

ISO 10605:2008標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了接觸放電電流波形，給出校驗波形的上.升沿和電流峰值而且還給出校驗t1和t2處（不同的RC組合有不一樣的t1和t2）的電流值，見表3。

表3 接觸放電模式的電流特性

圖中：X 時間，ns ；Y 電流，A

1：330pF/330Ω

2：150pF/330Ω圖1 150pF/330Ω、330pF/330Ω在5kV 電壓下的放電波形

圖中：X 時間，ns ；Y 電流，A

1：330pF/2000Ω

 2：150pF/2000Ω圖2 150pF/2000Ω、330pF/2000Ω在5kV電壓下的放電波形

表4 放電網(wǎng)絡(luò)參數(shù)比較

注：2kΩ電阻的試驗代表人體直接通過皮膚放電。而用330Ω電阻的試驗代表人體通過金屬部件，例如工具、鑰匙和戒指等的放電。用330Ω電阻的試驗要比用2kΩ電阻的試驗來得嚴(yán)格，在相同電阻情況下，電容越大，試驗越嚴(yán)格。

3.試驗方法

ISO10605:2008規(guī)定，放電有兩種:接觸放電和空氣放電。接觸放電在測試過程中是首要選擇。對于間隙和放電頭無法接觸的地方，選擇空氣放電每個汽車企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)也相當(dāng)于這個標(biāo)準(zhǔn)。

IEC6100-4-2規(guī)定，放電包括接觸放電、空氣放電和間接放電，以及引用此標(biāo)準(zhǔn)的汽車公司，如大眾和克萊斯勒。

4.測試布置

結(jié)合ISO10605:2008標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其標(biāo)準(zhǔn)包括電子組件測試和包裝處理規(guī)定的電子組件敏感性分類測試。一些汽車制造商需要車輛靜電放電測試。這里主要分析比較電子組件。

4.1.電子組件(帶電狀態(tài))

根據(jù)ISO10605:2008的標(biāo)準(zhǔn)布局要求，水平耦合板通過兩個470kΩ電阻(圖3中13所示)與地面參考平面連接，將電池的負(fù)極連接到水平耦合板上，被測物置于水平耦合板上(50±5)mm，離開水平耦合板(HCP)的邊緣為0.1m。

圖3.對帶電組件進(jìn)行靜電放電試驗的配置

注：圖中，1被試設(shè)備2靜電放電發(fā)生器3靜電放電發(fā)生器4非導(dǎo)電桌5水平耦合板（HCP）6接地點7接地線連接8被試設(shè)備9外部設(shè)備10電池11絕緣支撐（如需要）12絕緣塊13470kΩ電阻14參考平面（GRP、選擇）15水平耦合板（HCP）接地。

注：汽車制造商標(biāo)準(zhǔn)參照ISO10605、IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)，但部分制造商會根據(jù)自己的要求進(jìn)行細(xì)微調(diào)整，如接地電阻，因為放電也會根據(jù)接地電阻、雪鐵龍、福特標(biāo)準(zhǔn)要求為1MΩ，克萊斯勒標(biāo)準(zhǔn)不需要測試帶電模式。

4.2.電子組件(無帶電狀態(tài))

ISO10605:2008標(biāo)準(zhǔn)要求靜電放電試驗表面與其他導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(如屏蔽室導(dǎo)電表面)的最小距離為0.1m。放電試驗時，被測物體放置在50mm的絕緣墊上，發(fā)生器的放電返回電纜應(yīng)距離被試設(shè)備至少0.2m。高電阻(1mΩ)可以消除靜電荷聚集，見圖4。

圖4對不帶帶電組件進(jìn)行靜電放電試驗的配置

注：圖中，1被試設(shè)備2靜電放電發(fā)生器3靜電放電發(fā)生器4非導(dǎo)電桌5水平耦合板（HCP）6接地點7接地線連接8消靜電墊。

注：汽車制造商的標(biāo)準(zhǔn)主要參考ISO10605無帶電部件的測試布局，但大眾和克萊斯勒直接參考IEC61000-4-2的測試布局和測試方法。在模式放電過程中，包裝和處理規(guī)定的電子部件的敏感性分類測試主要基于人體模型，因此，公眾參考IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)更符合現(xiàn)場情況。從表4可以看出，放電網(wǎng)絡(luò)150pf/330Ω的放電能量高于150pf/2000Ω，不同的是，克萊斯勒標(biāo)準(zhǔn)還需要場耦合測試。

5.試驗等級

接觸放電2kV~15kV參照ISO10605附錄C要求。空氣放電2kV~25kV。IEC61000-4-2要求接觸放電2kV~8kV，空氣放電2kV~15kV，并規(guī)定開放等級。汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是在這個標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行測試的，但最高是25KV。

6.試驗判據(jù)

ISO10605標(biāo)準(zhǔn)附錄C規(guī)定了四個故障判斷依據(jù)，要求每個測試等級完成后評估被測對象，汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將根據(jù)測試等級給出相應(yīng)的判斷等級。

推薦型號：

靜電放電模擬器

SESD 216（電壓范圍：200V~16.5kV）

SESD 230（電壓范圍：500V~30kV）

SESD 30000（電壓范圍：1kV~30kV）

ESD - Test System 30 kV