静电试验器的 3种事前检测方法

产品指南静电试验器的 3种事前检测方法

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1. 概要

静电试验是模拟带电人体对电子设备的静电放电，用于评估电子设备的抗扰度能力的试验。

在这项试验中，对测试仪输出的静电脉冲波形进行了详细定义，它与温度和湿度共同作用，对测试结果产生了重大影响。

因此，为了确保安全、可靠地进行日常静电测试，本文提出了3种事前检测方法。

注：参考文献 IEC61000-4-2 Ed.2.

2. 标准规定的要求事项

■ 静电试验器的规格

进行静电测试时，请使用符合以下规格的测试仪器

蓄电电容	150pF （代表值）
放电电阻	330Ω （代表值）
输出电压	接触放电：8kv、空气放电：15kv
输出电压的精度	±5%
输出电压的极性	正或负（可以切换）
保持时间	5秒以上
放电操作模式	单次（放电间隔 1 秒以上）

静电试验器的回路构成

【电压测量】一般规格

参数	数值
输出电压、接触放电模式（注1）	至少1kv~8kv
输出电压、空气放电模式（注1）	最至少2kv~15kv（注3）
输出电压容差	±5%
输出电压极性	正或负
保持时间	5秒以上
操作放电方式	单次放电（注2）
注 1：在静电放电发生器的放电电极上测量到的开路电压。注２：仅为了探测的目的，发生器宜能够以20次/s的重复频率产生放电。注３：如果最高测试电压比较低，没有必要使用有15kv空气放电能力的发生器。

【电流测量】接触放电电流波形参数

等级	指示电压	第一峰值±15%	上升时间（±25%）	在30ns时的电流值（±30%）	在60ns时的电流值（±30%）
1	2kV	7.5A	0.8ns	4A	2A
2	4kV	15A	0.8ns	8A	4A
3	6kV	22.5A	0.8ns	12A	6A
4	8kV	30A	0.8ns	16A	8A
用于测量30ns和60ns处电流的时间参考点是电流首次达到放电电流第一峰值的10%。注：上升时间t，为电流第一峰值的10%到90%的间隔时间

放电电流波形和波形的特性

３. 试验器的预检

在进行静电测试时，不仅要进行预检，还要确保测试环境和测试仪本身处于正确的状态。请根据以下信息确保日常测试安全可靠。

●温度・湿度的调整

静电测试受温度和湿度的影响很大。进行测量的环境应在以下温度和湿度范围内。IEC 61000-4-2 规定了空气放电测试的环境温度/相对湿度范围。

・环境温度：15℃～ 35℃

・相对湿度：30％～ 60％

IEC 61000-4-2 中规定的环境温度/相对湿度下限（15°C/30%）和上限（35°C/60%）之间的绝对湿度差值约为六倍。绝对湿度越高，放电距离越长，这可能导致峰值电流值降低，电流波形上升变慢，测试相对宽松，高频成分越少。放电距离过长也会导致测试复现性差。因此，最好在绝对湿度尽可能低的条件下进行空气放电测试。

●放电枪的清洁

用以下方法清洁放电枪。建议在测试开始前进行清洁。

・无水乙醇（无水酒精）：乙醇含量 99/5vol% 以上

・棉布：干净、无纸屑和纤维残留物（建议使用市售一次用品）。

(清洁方法）用棉布沾少量无水酒精轻轻擦拭需要清洁的区域。

如果放电枪表面受到污染，其表面电阻值就会降低，设备也会因吸湿性污染而容易受潮，从而导致测试不稳定，降低可复现性。相反，如果清洁表面，表面电阻高，设备没有受到吸湿性污染，测试对湿度的敏感性较低，测试就会稳定，提高复现性。

4. 三种事前检测方法

本公司提出了三种检测方法

①试验器本体的自检功能

②使用 ESD 电压表测量电压

③电流波形检测（ESD 电流靶、示波器等）

■3种事前检测方法的比较

① 试验器本体的自检

②使用 ESD 高压表测量电压

③ 电流波形检测

　（ESD 电流靶、示波器等）

点检方法		① 试验器本体的自检	②使用 ESD 高压表测量电压	③ 电流波形检测　（ESD 电流靶、示波器等）
电压测量	输出电压	－	〇	－
电压测量	保持时间	－	◎	－
电流波形		－	－	◎
故障诊断		〇	〇	〇

◎：遵从标准　〇：简单的　－：无功能

① 设备本体的自检功能

● 概要
简单放电模拟器本体拥有2步自检功能。

STEP 1.高压电源输出和绝缘不良检查。

STEP 2.放电枪的放电继电器动作检查。

●设备型号

ESS-PS1 & GT-31S

ESS-S3011A & GT-30RA

●优缺点

优点
・使用方便，只需使用测试仪本体即可完成工作。
・易于进行日常故障诊断。
・无需专业知识即可操作。

缺点
・不符合标准

② 使用ESD 高压表 MODEL：18-00086B 测量电压

● 概要

・轻松测量空气放电测试的保持时间，这是标准要求的测试设备规格。

・可以测量 ± 2kV ～± 30kV 的输出电压。

● 标准的要求事项

IEC 61000-4-2 标准中规定的输出电压和保持时间

接触放电模式：（至少1kV ～ 8kV（± 5%）

空气放电模式：（至少）2kV ～ 15kV（± 5%）保持时间：5 秒以上

● 优缺点

优点
・轻松测量空气放电的保持时间（标准要求）
・操作简单，测量精确。
・无需专业知识即可操作。

缺点
・不能测量电流波形

● 测量顺序

③ 电流波形测量

● 概要

测量静电发生器的电流波形时、使用到了法拉第笼（安装枪靶），ESD电流靶，频率带宽为2GHz或以上的示波器。

・放电枪末端的放电极（锥形）直接与电流靶相连，静电测试仪以接触放电模式运行。

・从制造商校准方法到建议的方法，有三种类型的方案可以选择。

● 标准的要求事项

等级	指示电压	第一峰值±15%	上升时间（±25%）	在30ns时的电流值（±30%）	在60ns时的电流值（±30%）
1	2kV	7.5A	0.8ns	4A	2A
2	4kV	15A	0.8ns	8A	4A
3	6kV	22.5A	0.8ns	12A	6A
4	8kV	30A	0.8ns	16A	8A