株式会社ノイズ研究所

产品指南 IEC 61000-4-2 Ed.3标准概述

NoiseKen

1.一般事项

该标准适用于在相对湿度较低的环境中使用化学纤维球、衣物等时,评估电子设备对操作人员或附近物体直接产生的静电放电的抗扰度。该标准规定,测试应使用电路来模拟带电人体手持金属物体向电子设备放电时产生的电流波形。

2.测试等级

ESD 测试水平值
静电放电的测试级别如下。空中排放测试在所有测试级别进行,直至规定的测试级别,而接触和间接排放测试则在规定的测试级别进行。

水平测试电压
接触放电空气放电
12kV2kV
24kV4kV
36kV8kV
48kV15kV

3.验证测试发生器和波形

静态测试仪规格
进行静电抗扰度测试时,必须使用符合以下规格的测试设备。

规范数值
输出电压接触放电:2 kV 至 8 kV 空气放电:2 kV 至 15 kV
输出电压的允许误差±5%
输出电压的极性正极和负极
保持时间5秒以上
放电模式单次放电

静电放电模拟器参数

静电放电模拟器简图
静电放电模拟器简图。

静电放电模拟器的特性

下表所示的特性必须能够确认,以便对不同静电放电模拟器得到的试验结果进行比较。

水平指示电压第一峰电流 Ip1(±15%)上升时间 tr(±25%)第二峰电流 Ip2(-20%/+40%) ※30ns 时的电流值 I30(±30%)60ns 时的电流值 I60(±30%)
接触放电空气放电
112 kV7.5 A0.8 ns4.5 A4.0 A2.0 A
224 kV15.0 A0.8 ns9.0 A8.0 A4.0 A
36 kV22.5 A0.8 ns13.5 A12.0 A6.0 A
438 kV30.0 A0.8 ns18.0 A16.0 A8.0 A
415 kV56.3 A0.8 ns33.8 A30.0 A15.0 A

放电电流波形参数 * Ip2 是 10ns 至 40ns 间的最大值。

接触放电和空气放电显示在放电电流波形参数的表格中,放电电流波形规则不仅适用于接触放电,也适用于空气放电。

4k 时接触放电的电流波形
4k 时接触放电的电流波形。

■ 静电放电模拟器的波形确认

电流标靶和示波器频带等规定没有变化,但放电电流校准时的布置环境发生了变化,将电流标靶的高度固定为1m,并要求有接地平面。为提高重现性,静电测试仪的高压电缆应垂直悬挂在放电枪上,并沿地板地平面与测试仪机身连接,静电测试仪机身也应安装在地平面上。

静电放电模拟器的波形确认

*如有必要,建议插入一个约 20 dB 的高频衰减器,以保护仪器。

4.测试设置

■ 桌面设备测试装置 * 用于接地设备

[直接放电试验]
直接放电测试是对被测试设备直接放电并测试设备耐受度的测试。在地平面上放置一张 0.8 米高的木桌,上面放置一块水平耦合板。水平耦合板通过放电电阻电缆与地平面相连。在水平耦合板和设备之间放置一块绝缘板。

[间接放电试验]
在水平和垂直耦合板上进行间接放电测试,以了解EUT的影响。除直接放电测试环境外,垂直耦合板(0.5 m x 0.5 m)垂直耦合板还通过放电电阻电缆与地平面相连。

设备的电缆用 0.5 毫米绝缘片放置在水平耦合板上。

<基本测试设置>。

(i) 放电电阻电缆的 470 kΩ 电阻与两端接线端子之间的距离应在 0.1m以内。
(ii) 放电电阻电缆到水平耦合板的总长度不得超过 1.5 m。
(iii) 放电电阻电缆到垂直耦合板的总长度不得超过 3 m。
(iv) 辅助设备可安装在测试环境内部或外部,辅助设备的连接电缆可以去耦。
(v) 水平耦合板由尺寸规则改为面积规则。不仅允许长方形,还允许正方形、圆形等。

桌面设备测试装置

■ 用于地面安装设备的测试装置* 用于设备接地

[直接放电试验]
在地平面上放置一个 0.1 米高的绝缘支架,并将EUT放在其上。

[间接放电试验]
这是一项通过在垂直耦合板上放电来观察EUT效果的测试。垂直耦合板通过放电电阻电缆与地平面相连。

设备电缆采用 0.5 毫米绝缘板隔离地平面。

<基本测试设置>

(i) 放电电阻电缆的 470 kΩ 电阻与两端接线端子之间的距离应在 0.1m以内。
(ii) 放电电阻电缆到垂直耦合板的总长度不得超过 3 m。
(iii) 辅助设备可安装在测试环境内部或外部,辅助设备的连接电缆可以去耦。

用于地面安装设备的测试装置

■ 桌面和地面安装设备的测试装置*用于未接地设备

未接地设备被定义为 IEC 62368-1 中定义的 II 类设备。

如果测试结果因放电电阻电缆与 EUT 的连接而不同,请断开放电电阻电缆,施加静电放电,然后在施加静电放电后重新连接,以消除静电。与放电电阻电缆的 470 kΩ 电阻的距离在 0.1 m以内。

■ 用于壁挂式设备的测试装置

[当安装表面不导电时] 在地平面上放置一个 0.8 m高的不导电支架,然后将设备放在上面进行测试。
[当安装表面为导电表面时] 测试在接地的金属墙上进行,从地平面到设备底部的距离为 0.8 米。

如果安装表面是不导电的墙壁

如果安装表面是不导电的墙壁

安装面为导电性墙壁时

安装面为导电性墙壁时

可穿戴设备的测试装置

调整和测试台式设备的测试装置,用于未接地设备。
作为额外的测试,参考信息是充电电容器和放电电阻分别在 200 pF 和 50 Ω 下进行测试,以再现佩戴在腰部的可穿戴设备最严重的放电电流条件。

可穿戴设备的测试装置

5.测试程序

气候条件和其他环境条件

从不同气候环境运来的设备必须在测试前彻底适应测试环境。此外,还需要调节试验室的气候条件,以便定量地稳定放电状态。要按照 IEC 61000-4-2 标准进行测试,必须满足下表列出的条件。

天气情况
项目条例
环境温度15℃~35℃
相对湿度30%~60%
气压86 kPa (860 mbar) 至 106 lPa (1060 mbar) * 可使用气象站公布的数值。
测试可在相对湿度为 30% 或更低的条件下进行,但如果 EUT 在这些条件下符合规定的性能标准,则无需采取进一步措施,否则应在上述相对湿度范围内进行测试。
电磁条件应确保被测物的正确操作,以免影响测试结果。

测试程序

直接放电测试:接触放电(间隔 1 秒放电)和空气放电(尽可能快地靠近被测物)。
间接放电测试:应用于垂直和水平耦合板。

水平耦合板上的间接放电测试现在针对的是 EUT 通常安装的表面,不再需要对金属外壳,特别是带有 PE 连接的 EUT 进行测试。使用垂直耦合板的间接放电测试在 EUT 的可触及表面上进行。
放电次数至少为 10 次、每次间隔 1 秒、正负极性放电。

以确定放电的施加位置为目的,可进行1秒20次放电或以上重复放电的预备试验。

调整和测试台式设备的测试装置,用于未接地设备。

6.升级策略

如果在直接放电过程中设备性能出现波动,且无法确定这些波动是否由放电引起,则应升级测试。

升级策略

如果设备在放电过程中出现性能变动,且无法确定变动是否由放电引起,则应参照左侧的流程图进行操作。(规定)注:如果放电测试能确保设备以相同的方式持续运行,并能确定测试结果,则不适用。

在实际测试中,如果在 10 次施加过程中出现一次故障,那么如果再次施加20 次也没有出现故障,则结果适用。

如果在复测中再次出现单个故障,则在再测 20 次后仍未出现故障的情况下,则适用;如果出现多个故障,则不适用。

7.测试结果和测试报告。

测试结果(供参考)。
测试结果根据 EUT 的规格和工作条件分类如下:

性能标准 A:正常运行符合规范限制。
性能标准 B:可自我修复的暂时性功能或性能退化或丧失。
性能标准 C:功能或性能暂时退化或丧失,需要操作员干预或重新启动系统。

测试报告
以下是新规定的项目。

测试等级。
放电电阻电缆长度。
通用标准、产品系列标准和产品标准中规定的性能标准。
测试设置。
显示施加位置的图纸或照片。
每个施加点的施加次数。
HCP 的尺寸和形状 * 使用场合
升级策略 * 使用场合

注:本测试方法和连接方法摘自 IEC 61000-4-2 Ed.3 标准,并附有我们的产品如何取代该标准的示例。详细测试方法等请参见原标准。

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