靜電放電測試標(biāo)準(zhǔn)GB 17626.2深度解讀（一）

1 .導(dǎo)言

電磁兼容設(shè)計的知識儲備之一便是EMC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中的測試系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)更是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)，深度理解，對產(chǎn)品的EMC設(shè)計有很好的幫助。以下對最新靜電放電抗擾度試驗國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17626.2-2018《電磁兼容試驗和測量技術(shù)  靜電放電抗擾度試驗》開始深度解讀：

2.適用產(chǎn)品范圍

GB/T 17626的本部分規(guī)定了電氣和電子設(shè)備遭受直接來自操作者及其操作者對鄰近物體的靜電放電時的抗擾度要求和試驗方法，還規(guī)定了不同環(huán)境和安裝條件下試驗等級的范圍和試驗程序。
首先測試對象是電氣和電子設(shè)備：

電氣設(shè)備：是指應(yīng)用電工技術(shù)制造的設(shè)備，主要基于電磁感應(yīng)原理和電學(xué)特性來工作。它們通常具有較大的功率和電流處理能力。
電子設(shè)備：則是利用電子技術(shù)制造的設(shè)備，如集成電路，半導(dǎo)體器件等，其工作原理更多地依賴于電子元器件的物理特性和微電子學(xué)原理來實現(xiàn)復(fù)雜的功能。
電氣設(shè)備常見與電力系統(tǒng)中的發(fā)電、輸電、配電等環(huán)節(jié)，電子設(shè)備則主要用于信息的處理和控制。
在市電供電產(chǎn)品中很難將電氣設(shè)備與電子設(shè)備完全分隔開來，也沒必要。而低電壓電池供電的產(chǎn)品通常是電子設(shè)備。
需要理解的是，電氣和電子設(shè)備基本涵蓋了我們所熟知的所有用電產(chǎn)品。也就是說該標(biāo)準(zhǔn)基本適用于我們常見的所有用產(chǎn)品。

3.標(biāo)準(zhǔn)目的

本部分的目的在于建立通用的和可重現(xiàn)的基準(zhǔn)，以評估電氣和電子設(shè)備遭受靜電放電時的性能。此外，它還包括從人體到靠近關(guān)鍵設(shè)備的物體之間可能發(fā)生的靜電放電。
很多人研發(fā)人員經(jīng)常會遇到這樣的情況，業(yè)務(wù)同事問：我們的產(chǎn)品不通過靜電放電抗擾度測試還出了合格報告的嗎？怎么在用戶端那里還會出現(xiàn)被靜電打壞的產(chǎn)品？本部分的目的就完美回答了這個問題，靜電抗擾度試驗標(biāo)準(zhǔn)只是為了建立一個通用的可重現(xiàn)的基準(zhǔn)：也就是同一個產(chǎn)品按照標(biāo)準(zhǔn)的要求，不同的人和不同的實驗室測試的結(jié)果基本是一致。很難做到完全一致，因為測試環(huán)境和測試過程中的狀態(tài)不可能完全一致，特別是一些產(chǎn)品剛好處于臨界狀態(tài)時，會出現(xiàn)公司內(nèi)部測試合格，但客戶實驗室測試不合格。若遇到這種情況，就需要在公司內(nèi)部將測試等級提高，增加設(shè)計裕量。而實際用戶端情況變化端多，人體帶的靜電電壓往往會比測試電壓高很多，特別是在冬天的時候。所以實際用戶的使用情況與實驗室的測試條件差異是相當(dāng)大的，靜電抗擾度測試只是從一定程度上體現(xiàn)了產(chǎn)品的抗靜電能力，但并不能保證通過靜電測試后的產(chǎn)品在實際使用過程中就一定不會被靜電損壞。
本部分不對特殊設(shè)備和系統(tǒng)的試驗進行規(guī)定。其主要目的是為所有有關(guān)專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會提供一個通用的基本準(zhǔn)則。特殊設(shè)備和系統(tǒng)需要參考相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)并沒有對特殊設(shè)備和系統(tǒng)做明確的說明，通常這種產(chǎn)品都有自己的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
靜電放電抗擾度試驗是一份靜電測試方法的標(biāo)準(zhǔn)，因此并沒有對產(chǎn)品的適用試驗等級做規(guī)范性的說明。規(guī)范性的說明需要查看產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

4.試驗等級

如下圖，是大家熟知的靜電放電試驗等級表：里面有接觸放電和空氣放電的等級規(guī)定。下面來教大家這個表該如何使用：

 

如下是GB 4343.2家用及類似用途電器的靜電放電抗擾度試驗等級及其一些測試方法要求。因此需要結(jié)合GB4343.2的條款和GB/T 17626.2兩份標(biāo)準(zhǔn)一起來確定測試細(xì)節(jié)。

 

需要注意的是，對于空氣放電試驗，試驗應(yīng)按表1規(guī)定的試驗等級逐級實施，直至達到規(guī)定的試驗等級。對于接觸放電試驗，除非產(chǎn)品委員會有不同的規(guī)定，按照規(guī)定的試驗等級實施。
例如產(chǎn)品空氣放電試驗等級是8kV，那么需要對測試點從2kV開始測試，4kV，最后測試到8kV為止。2kV，4kV，8kV產(chǎn)品都需要滿足標(biāo)準(zhǔn)的性能要求。而接觸放電測試就不需要從低電壓往上測試。這是因為空氣放電干擾是以感應(yīng)為主，雖然說電壓越高感應(yīng)干擾越大，但有些產(chǎn)品在低壓的時候反而會出問題，比如高的干擾觸發(fā)了保護功能，在功能上是合格的，但低電壓剛好處于臨界狀態(tài)，時而觸發(fā)時而不觸發(fā)。因此需要從低往高一一都測試完。
X等級也有相似的道理，可以是任意值，但高于15kV的話，你要能有相應(yīng)的設(shè)備完成測試，并且是可重復(fù)性一致的測試。這個X通常是一些企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。
比如某產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求接觸放電是6kV，企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定會比產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求高一些。高太多，產(chǎn)品可靠性肯定好，但會在一定程度上導(dǎo)致產(chǎn)品成本增加，降低產(chǎn)品競爭力。因此企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可以不定8kV，而定一個7kV，便是X等級。

4.1 空氣放電的最高電壓為何定在15kV

從標(biāo)準(zhǔn)的附錄A資料可知，這個值是通過大量的數(shù)據(jù)驗證得到的。圖中的曲線表示，由大氣的相對濕度決定不同纖維的充電電壓值。合成物在濕度較低的冬天會充電至15kV左右。充電過程的變化有多種可能性，一種常見的情況是某操作者在地毯上面走動，每走一步將其身體上的電子傳給化纖織物或從化纖物上獲得電子，操作都的衣服與其座椅之間的摩擦也會產(chǎn)生電荷的交換。操作者的身體可能被直接充電或靜電感應(yīng)，在后者的情況下，除非操作者是充分通地的，否則即使導(dǎo)電的地毯也不會對其提供任何保護。

 

靜電放電測試標(biāo)準(zhǔn)GB 17626.2深度解讀（二）

做產(chǎn)品的硬件設(shè)計有沒有必要了解靜電抗擾度試驗測試方法的一些要點？答案是非常有必要。以空氣放電與接觸放電方法為例，兩種測試方法的干擾主要方式不同，并且對同一產(chǎn)品的不同地方進行測試，標(biāo)準(zhǔn)里都有明確的要求。而在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與硬件設(shè)計過程中，便可以結(jié)合靜電測試方法針對性的給出最優(yōu)方案。這也便是知己知彼，方能百戰(zhàn)不貽。本文詳細(xì)解讀了兩種測試方法的不同點，供大家參考。除非在通用標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)中有其他規(guī)定，靜電放電只施加在正常使用時人員可接觸到的受試設(shè)備上的點和面。

 

01 測試方法不同

首先就是測試方法不同，即測試手法不同。以下是兩種方法的標(biāo)準(zhǔn)定義空氣放電方法 air discharge method將試驗發(fā)生器的充電電極靠近受試設(shè)備直至接觸到受試設(shè)備的一種試驗方法。接觸放電方法contact discharge method試驗發(fā)生器的電極保持與受試設(shè)備的接觸并由發(fā)生器內(nèi)的放電開關(guān)激勵放電的一種試驗方法?？芍庇^看出兩者差別在于，空氣放電是先給充電電極充電，從不接觸受試設(shè)備開始，再緩慢靠近受試設(shè)備，最后接觸到受試設(shè)備。而接觸放電則是充電電極從一開始就一直接觸受試設(shè)備，從沒離開過。在實際測試過程中，常常會遇到一些測試人員使用不規(guī)范的測試手法，特別是空氣放電，會有直接將充電電極接觸到受試設(shè)備上一直放電；或者是很靠近受試設(shè)備才給充電電極充滿電，亦或給充電電極充了好幾次電后再靠近受試設(shè)備。以上測試方法都屬于不規(guī)范的，但這樣的測試方法很受一些企業(yè)的青睞。測試方法雖然不標(biāo)準(zhǔn)，但從一定程度上加強了空氣放電的嚴(yán)苛性。所以某些對產(chǎn)品可靠性要求高的企業(yè)便會將這些非標(biāo)準(zhǔn)方法制定為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

02 放電電極不同

標(biāo)準(zhǔn)里的充電電極與放電電極是同一事情，只是從兩個不同的工作狀態(tài)來定義。充電電極是將發(fā)生器給電極充電，放電電極是指電極給受試設(shè)備放電。如下圖示，圓頭的是空氣放電的放電電極；尖頭的是接觸放電的放電電極。

03 模擬的場景不同

空氣放電模擬的典型場景便是人體帶電，伸出一圓圓手指去戳某一絕緣外殼或產(chǎn)品開孔處。而接觸放電模擬的典型場景是人手上拿一金屬產(chǎn)品或手接觸到金屬產(chǎn)品。

因此在產(chǎn)品中的同一個點或面優(yōu)先選擇的是接觸放電，空氣放電則用在不能使用接觸放電的場合中。

04 試驗電壓不同

相同的試驗等級但是兩者的試驗電壓不同，如下表。1，2等級兩者電壓相同，3，4等級空氣放電試驗電壓高于接觸放電電壓。接觸放電電壓最高8kV，空氣放電電壓最高15kV。雖然兩者的試驗電壓不同，但是開路電壓和短路電流波形相同，都是同一個發(fā)生器，只是放電電極不同。

05 解決方案不同

空氣放電以輻射干擾為主，并是對絕緣外殼縫隙或開孔處測試。那么針對的解決方案就有加大接觸點的絕緣厚度和減小開孔縫隙。產(chǎn)品內(nèi)部的金屬件遠離開孔處，避免進行二次放電。接觸放電以傳導(dǎo)干擾為主，是對產(chǎn)品可接觸的金屬點或面處測試。針對的解決方案便是金屬外殼接地，使接觸放電點與大地間的阻抗最小化，靜電干擾電流絕大部分從大地流走。在接觸放電電路上增加TVS管或ESD進行防靜電保護。

 

靜電放電測試標(biāo)準(zhǔn)GB 17626.2深度解讀（三）

01 靜電抗擾度試驗標(biāo)準(zhǔn)試驗程序定制的目的

保護設(shè)備免受靜電放電影響的問題對制造廠和用戶來說都是相當(dāng)重要的。隨著微電子元件的廣泛應(yīng)用，為了提高產(chǎn)品和系統(tǒng)的可靠性，迫切需要確定這一問題的各種因素，尋找一種解決方法。靜電的累積以及隨后放電的問題由于不可控制的環(huán)境條件以及設(shè)備和系統(tǒng)在廠礦中的廣泛使用而變得更加令人關(guān)切了。無論什么時候人員對附近物體發(fā)生靜電放電時，設(shè)備都可能遭受電磁能量的侵害。此外，放電還可能在設(shè)備附近的金屬物體之間，如桌椅之間發(fā)生。但是，根據(jù)目前得到的有限經(jīng)驗，可以認(rèn)為，本部分闡明的一些試驗足夠模擬后者現(xiàn)象的影響。操作人員放電的影響可以是單純地使設(shè)備誤動作或電子元件損壞。其主要影響可以認(rèn)為是由放電電流的參數(shù)引起的（上升時間、持續(xù)時間等）。對這個問題的認(rèn)識以及需要某種手段來防止靜電放電對設(shè)備非期望的影響，促使我們制定這個標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)試驗程序。

02 環(huán)境條件對充電量的影響

合成纖維與干燥的氣候相結(jié)合特別有助于靜電電荷的產(chǎn)生。充電過程的變化有多種可能性，一種常見的情況是某操手者在地毯上面走動，每走一步將其身體上的電子傳給化纖織物或從化纖物上獲得電子，操作者的衣服與其座椅之間的摩擦也會產(chǎn)生電荷的交換。操作者的身體可能被直接充電或靜電感應(yīng)，在后者的情況下，除非操作者是充分通地的，否則，即使導(dǎo)電的地毯也不會對其提供任何保護。大氣的相對濕度決定不同纖維的充電電壓值。視合成纖維的種類和環(huán)境的相應(yīng)濕度而定，設(shè)備直接遭受放電的電壓值可能高達幾千伏。如下視，可看到在天氣干燥的時候，人體身上可帶上高達15kV的電壓。

03 環(huán)境級別與空氣和接觸放電的關(guān)系

作為一種可測量的量，一直將實際環(huán)境中得到的靜電電壓電平作為抗擾度要求，但是，現(xiàn)已證明，能量轉(zhuǎn)移與其說是放電之前存在的靜電電壓的函數(shù)，不如說是放電電流的函數(shù)。此外，還發(fā)現(xiàn)在較高的電壓電平范圍內(nèi)，放電電流一般不與預(yù)放電電壓成正比。預(yù)放電電壓與放電電流之間的非正比關(guān)系的可能原因是：高壓電荷的放電一般經(jīng)過使上升時間增加的長電弧通道來實現(xiàn)，因此使得放電電流中的高頻分量低于與預(yù)放電電壓成正比例的值。假定在一個典型的充電過程中充電量為常數(shù)，那么高充電電壓電平更可能出現(xiàn)在小電容量的情況，反之，大電容兩端的高充電電壓則需有一系列連續(xù)發(fā)生的過程，而它不太可能發(fā)生，這意味著用戶環(huán)境中所獲得的高充電 電壓下電荷能量有變成穩(wěn)定的趨向。由以上得到的結(jié)論，對于某個給定的用戶環(huán)境、抗干擾要求根據(jù)放電電流的大小來確定。弄清了這個概念后，測試裝置的設(shè)計就變得容易了?？赏ㄟ^對充電電壓和放電阻抗的合理選擇得到所希望的放電電流幅值。

04 試驗等級的選擇

試驗等級應(yīng)按照最切合實際的安裝和環(huán)境條件來選擇，下表（表號都是標(biāo)準(zhǔn)中的對應(yīng)表）中提供了一個指導(dǎo)原則。

所推薦的安裝與環(huán)境的級別與下表列出的試驗等級有關(guān)。

對于某些材料如木材、混凝土和陶瓷，其可能的電平不大于2級。當(dāng)考慮選擇一個適用于特殊環(huán)境合適的試驗等級時，弄清靜電放電效應(yīng)的關(guān)鍵參數(shù)是十分重要的。最關(guān)鍵的參數(shù)也許是放電電流的變化速率，它可通過充電電壓，峰值放電電流和上升時間的不同組合來獲得。例如，利用標(biāo)準(zhǔn)里規(guī)定的靜電放電發(fā)生器接觸放電的8KV/30A第4級試驗，就足以滿足15KV合成材料的環(huán)境對靜電放電的要求。但是，在非常干燥環(huán)境下的合成材料，則會出現(xiàn)高于15kV的電壓。在試驗設(shè)備具有絕緣表面的情況下，可使用電壓高達15KV的空氣放電方法。所以試驗等級的選擇，除有明確的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)指定，就可根據(jù)以上信息來分析產(chǎn)品在實際的使用環(huán)境中可能出現(xiàn)的最大電壓和最大放電電流來定產(chǎn)品的抗靜電等級。在考慮到一定的設(shè)計裕量，標(biāo)準(zhǔn)的制定要比實際中出現(xiàn)的最大電壓再高一些，比如環(huán)境中最高可能出現(xiàn)6kV的接觸靜電放電，那么設(shè)計驗收放電電壓標(biāo)準(zhǔn)定為8kV。

 

靜電放電測試標(biāo)準(zhǔn)GB 17626.2深度解讀（四）

01 試驗點的選擇

例如，所考慮的試驗點可包括以下位置：

與地絕緣的金屬外殼上的一些點。

控制或鍵盤區(qū)域任何點和人機通訊的其他任何點，如開關(guān)、鍵、旋鈕、按鈕、指示器、發(fā)光二極管、縫隙、柵格、連接器罩等以及其他操作人員易于接近的區(qū)域。

除非在通用標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)品類標(biāo)準(zhǔn)中有其他規(guī)定，靜電放電只施加在正常使用時人員可接觸到的受試設(shè)備上的點和面。以下是例外的情況（亦即，放電不施加在下述點）

02 不施加放電點的情況

1） 在維修時才接觸得到的點和表面。這種情況下，特定的靜電放電簡化方法應(yīng)在相關(guān)文件中注明。

2） 最終用戶保養(yǎng)時接觸到的點和表面。這些極少接觸到的點，如換電池時接觸到的電池觸點，錄音電話中的磁帶等。

3） 設(shè)備安裝固定后或按使用說明使用后不再能接觸到的點和面，例如底部和/或設(shè)備的靠墻面或安裝端子后的地方。

4） 外殼為金屬的同軸連接器和多芯連接器可接觸到的點。該情況下，僅對連接器的外殼施加接觸放電。非導(dǎo)電（例如塑料）連接器內(nèi)可接觸到的點，應(yīng)只進行空氣放電試驗。試驗使用靜電放電發(fā)生器的圓形電極頭。

通常，應(yīng)考慮以下六種情況，見下表

5） 由于功能原因?qū)o電放電敏感并有靜電放電警告標(biāo)簽的連接器或其他接觸部分可接觸到的點，如測量、接收或其他通訊功能的射頻輸入端?；驹?許多連接器端子用于處理模擬或數(shù)字的高頻信息，因而不能使用充分的過壓保護裝置。過壓保護二極管的寄生電容妨礙受試設(shè)備工作頻段內(nèi)的工作。對于模擬信號，帶通濾波器可能是解決方案之一。

03 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求

靜電放電抗擾度試驗是針對于最終用戶的試驗程序，因此以上不施加放電點的情況并不適用于單電子控制器的抗靜電能力考量。比如電子控制器中一些生產(chǎn)人員或者安裝人員可接觸的點，這些點在標(biāo)準(zhǔn)中是不需要做靜電測試的，但在實際生產(chǎn)和安裝過程中，防靜電措施并不是全部都做的很到位。因此有必要對電子控制器的人可接觸的點和面進行靜電測試，以免產(chǎn)品在生產(chǎn)和安裝過程被靜電擊穿損壞。降低產(chǎn)品可靠性。

04 使用接觸放電方法的技術(shù)原理

一般而言，空氣放電的再現(xiàn)性受放電頭接近速度、濕度和試驗設(shè)備結(jié)構(gòu)的影響，并導(dǎo)致脈沖上升時間、放電電流幅度的差異。因此放電測試優(yōu)先選擇接觸放電。在靜電放電試驗中的空氣放電、靜電放電的情況是利用充電的電容器通過放電電極頭對受試設(shè)備的放電即放電頭在受試設(shè)備表面上形成一個火花間隙來模擬的。這種火花放電是一種非常復(fù)雜的物理現(xiàn)象?，F(xiàn)已查明，在移動火花間隙的情況下，當(dāng)接近速度變化時，由此產(chǎn)生的放電電流的上升時間能從小于1ns和大于20ns發(fā)生變化。即使保持接近速度不變，也不會使上升時間不變。對于電壓和速度的某些綜合影響，上升時間受到的影響可高達30倍。

05 空氣放電能在高等級電壓中產(chǎn)生多個連續(xù)放電。

目前通常所知的能產(chǎn)生可重現(xiàn)和快速上升的放電電流的觸發(fā)裝置是繼電器。繼電器應(yīng)有足夠的耐壓和單次接觸性(以避免上升部分的兩次放電)，對于較高的電壓，真空繼電器證明是有用的。經(jīng)驗表明，利用繼電器作為觸發(fā)裝置，不僅測量的放電脈沖在其上升部分的可重復(fù)性要好得多，而且用實際受試設(shè)備作試驗的結(jié)果重現(xiàn)性也更好的。

06 靜電放電發(fā)生器元件的選擇

人體電容量的儲能電容器，該電容量標(biāo)稱值為150PF。為表示人體握有某個鑰匙或工具等金屬物時的源電阻可選用一個330Ω的電阻，現(xiàn)已證明，這種金屬放電情況足以嚴(yán)格地表示現(xiàn)場的各種人員的放電。

 

靜電放電測試標(biāo)準(zhǔn)GB 17626.2深度解讀（五）

靜電放電過程是一個很復(fù)雜的過程，下面比對人體持金屬對產(chǎn)品放電和靜電發(fā)生器對產(chǎn)品進行接觸放電過程的詳細(xì)分解說明。

01 人持金屬對產(chǎn)品放電

人對產(chǎn)品所產(chǎn)生的靜電放電，會發(fā)生下面一系列的事件：

當(dāng)手持金屬片接近產(chǎn)品的金屬表面，在放電電流產(chǎn)生前，靜電場就存在了。這個時候沒有（或十分少）電流流動，也不存在相關(guān)的磁場。（恒定的電流形成恒定磁場，交變的電流形成交變的磁場）

手持金屬部件與產(chǎn)品之間一旦開始放電，兩者之間放電間隙內(nèi)的靜電場驟然下降。在50ps~5ns的時間內(nèi)，放電間隙兩端電壓從初始值驟然下降至大約25V~40V。驟然下降的時間取決于電弧參數(shù)、電壓等。電場的驟然下降是引起強瞬變電磁場的一系列事件中的第一步。

電流開始在人手持金屬部分和產(chǎn)品上流動。初始電流以光速擴展并在大約0.8ns內(nèi)到達人的胳膊。電流在產(chǎn)品和胳膊持續(xù)擴展，由于輻射和電阻的原因，會發(fā)生反射和衰減，導(dǎo)致在產(chǎn)品和人兩者上有電流密度的復(fù)雜形態(tài)。此時的電流是一個交變電流。

隨著放電過程的持續(xù)，電流的最高頻率分量分很快因為輻射而衰減。隨著時間的增加電流會變得平滑（即具有更少的高頻分量），最后產(chǎn)品和人體之間達到一個新的靜電平衡。然而，因為人體上的電荷完全泄放完畢之前電弧可能已經(jīng)消失，留在人體上的剩余電荷就有可能不為零。如果手和金屬體再次接近產(chǎn)品，變可能在更低電壓下產(chǎn)生第二次放電，導(dǎo)致一系列的靜電放電出現(xiàn)。與每次更低電壓的放電對應(yīng)，就有更快的上升時間（部分歸因于更低的電壓）。

在每次一系列的靜電放電中，在手臂、人體或產(chǎn)品適當(dāng)點放置監(jiān)測器，可測得放電前電荷密度、放電中快速變化電流和放電后少量剩余電荷。從天線理論可知，變化的電荷密度和變化的電流將產(chǎn)生輻射場。近距離場由電流和電荷直接決定，距離上更遠的場則由電流和電荷對時間的導(dǎo)數(shù)決定。近距離場（近場）和在更遠距離觀察到的場（遠場）之間的轉(zhuǎn)換區(qū)域，情況更復(fù)雜。測量和仿真結(jié)果表明：至少在具有最多干擾的前幾納秒里，靜電放電的瞬態(tài)場將在距離電弧10cm處達到遠場條件。也就是說在人體對靜電放電過程中，即存在近場干擾也存在遠場干擾。由上所述顯然可見，在考慮關(guān)于電子系統(tǒng)非破壞性故障時，電流和電荷對時間的導(dǎo)數(shù)是極其重要的。也即遠場的輻射干擾為主。另外在人體放電中，電流和電荷對時間的導(dǎo)數(shù)是由電弧內(nèi)電壓的突降時間決定的。因此，放電電流的上升時間決定 了高頻分量。

02 靜電放電發(fā)生器接觸放電過程

之前也講過，靜電放電試驗中空氣放電的復(fù)現(xiàn)性比較差，受接近距離速度，空氣濕度等影響。這里只講接觸模式的靜電放電過程：靜電放電發(fā)生器放電類端接觸到產(chǎn)品的接地部件（即絕大部分的金屬外殼）。放電前，靜電放電發(fā)生器中的電容充完電。在許多設(shè)計中，在充電過程產(chǎn)生的大部分靜電場被限制在靜電放電發(fā)生器內(nèi)。于是，在放電前附近的靜電場比同一點由人體充電有相同電壓時測量的靜電場小得多。放電是由靜電放電發(fā)生器內(nèi)部繼電器的閉合啟動的。這種特殊繼電器的設(shè)計決定了放電電流良好的復(fù)現(xiàn)性。然而繼電器是內(nèi)部的而不是在靜電放電發(fā)生器接觸產(chǎn)品的點上，所以初始的放電電流流動在人體放電明顯不同。繼電器內(nèi)的電壓驟然下降時間非常快，肯定小于100ps，導(dǎo)致電流波從繼電器向各個方向和各個能接觸到的金屬部件和其他接近金屬部件傳播。電流波將以光速傳播（絕緣體中會降低速度）。電流波形的上升時間和電壓驟然下降時間相等。電壓的驟然下降時間小于100Ps，但此標(biāo)準(zhǔn)要求 在靶的接觸點測得的電流上升時間為（0.8±0.2）ns。為了達到此目標(biāo)，靜電放電發(fā)生器里采取了措施，使得繼電器內(nèi)非常低的上升時間值在放電尖端琮到標(biāo)準(zhǔn)值。瞬態(tài)場是由所有電流和電荷密度對時間導(dǎo)數(shù)引起的。發(fā)生器產(chǎn)生的放電和人持金屬產(chǎn)生的放電有一點重要區(qū)別要注意：對于人體放電，電弧上電流的上升時間是最快的過程，而且它決定了瞬態(tài)場的頻譜。然而，靜電放電發(fā)生器接觸放電模式下的高頻頻譜取決于繼電器電壓的塌縮，而不是放電尖端的電流上升時間。由于發(fā)生器中所有變化 的電流引起瞬態(tài)場，繼電器中100ps的上升電流會引起靜電放電發(fā)生器的瞬態(tài)場，放電點上（0.8±0.2）ns上升電流會引起瞬態(tài)場。發(fā)生器中由更快事件引起的瞬態(tài)場通常不是期望的瞬態(tài)場，因為它們增加的輻射場高頻分量超過了由在放電點上具有相同的電流上升時間和峰值的等效人至金屬放電所產(chǎn)生的輻射場高頻分量。此過程得到的理想接觸放電電流波形如下圖示

 

03 總結(jié)

靜電放電過程是一個復(fù)雜的過程，靜電發(fā)生器只能特定的模擬實現(xiàn)中的某些場景，并不能完全等效并覆蓋所有的場景。因此靜電測試通過并不代表著能產(chǎn)品沒有靜電問題，在所有的場景中適用。靜電放電有靜電場的近場干擾和輻射場的遠場干擾，0.6~1ns的上升時間，存在豐富的高頻分量干擾。