Prueba de compatibilidad electromagnética (EMC) – Prueba de inmunidad a descargas electrostáticas (ESD)

Prueba de inmunidad a descargas electrostáticas (ESD)
La descarga electrostática Prueba de inmunidad (ESD) es un aspecto crucial de las pruebas de compatibilidad electromagnética. La norma nacional para las pruebas de inmunidad a ESD es GB/T 17626.2, que es equivalente a la norma internacional IEC 61000-4-2La ESD es un fenómeno natural común, especialmente prominente en ambientes secos. Por ejemplo, cuando una persona camina sobre una alfombra de fibra sintética, la fricción entre los zapatos y la alfombra puede hacer que el cuerpo acumule una carga que supere los 10^-6 culombios (dependiendo de la resistencia entre los zapatos y la alfombra). En este sistema humano/alfombra/tierra, la capacitancia promedio es de aproximadamente decenas a cientos de picofaradios (pF), lo que potencialmente genera voltajes de hasta 15 kilovoltios (kV).

Los estudios han demostrado que diferentes personas generan pulsos de corriente ESD variables, con tiempos de subida que van desde 100 picosegundos (ps) hasta 30 nanosegundos (ns). Los ingenieros electrónicos han observado que la ESD se produce con frecuencia cuando una persona entra en contacto con dispositivos semiconductores, lo que puede provocar la ruptura de múltiples capas de materiales semiconductores, lo que provoca daños irreversibles. Además, la ESD y las variaciones del campo electromagnético resultantes pueden alterar y dañar el funcionamiento normal de los equipos electrónicos.

LISUN diseñado y fabricado Simulador de descarga electrostática Su voltaje electrostático más alto puede ser de hasta 30 kv, que es suficiente para cubrir el grado estándar más severo de requisitos de voltaje electrostático (los requisitos de voltaje de la descarga electrostática de aire de grado 4 son 15 KV). La pistola de prueba ESD se puede utilizar para la mayoría de los equipos eléctricos y electrónicos para la prueba de descarga electrostática y también puede garantizar la comparabilidad y reproducibilidad de la prueba.

ESD61000-2_Simulador de descarga electrostática

Propósito de las pruebas de inmunidad a ESD
La norma GB/T 17626.2 describe situaciones en las que el cuerpo humano puede cargarse debido a la fricción en entornos con baja humedad. Cuando una persona cargada entra en contacto con un dispositivo, puede descargarse y afectar la funcionalidad del mismo. Las pruebas de inmunidad ESD simulan principalmente las dos situaciones siguientes:
• Descarga directa: La descarga ocurre cuando un operador toca directamente el equipo y el impacto de esta descarga en el funcionamiento del equipo.
• Descarga indirecta: la descarga ocurre cuando un operador toca un objeto cerca del equipo, afectando indirectamente al equipo de prueba.

Posibles consecuencias de la ESD
• Daño permanente: El intercambio directo de energía a través de la descarga puede dañar los dispositivos semiconductores dentro del equipo, provocando una falla permanente.
• Mal funcionamiento: La descarga, ya sea directa o indirecta, puede inducir cambios en el campo electromagnético de campo cercano, provocando un mal funcionamiento del equipo.

Métodos de alta
Descarga directa
La descarga por contacto es el método preferido. Solo cuando la descarga por contacto no es factible (por ejemplo, superficies con capas aislantes o espacios entre teclas de computadora) se utiliza la descarga por aire como alternativa.
Descarga indirecta
La descarga indirecta incluye métodos de plano de acoplamiento horizontal (HCP) y plano de acoplamiento vertical (VCP) para simular escenarios de ESD en el entorno de uso real.

Elección entre descarga de contacto y descarga de aire
Se prefiere la descarga por contacto debido a las limitaciones observadas con la descarga de aire en el predecesor de IEC 61000-4-2, IEC 801-2, que utilizaba exclusivamente descarga de aire. La repetibilidad y comparabilidad de los resultados de las pruebas con descarga de aire se consideraron inadecuadas debido a los siguientes factores:
• Velocidad de proximidad: la velocidad a la que el electrodo de descarga se aproxima al dispositivo bajo prueba (DUT) afecta la forma de onda de la corriente de descarga.
• Forma de la superficie: La forma de la superficie del DUT influye en la distribución del campo eléctrico del electrodo.
• Condiciones ambientales: la temperatura, la humedad y la presión del aire afectan el proceso de descarga.
• Voltaje de descarga: el voltaje de descarga afecta las características espectrales de la forma de onda de la corriente de descarga. Por ejemplo, el tiempo de subida de una corriente de descarga de 8 kV normalmente varía de 1 ns a 5 ns, mientras que voltajes más altos pueden tener tiempos de subida de 5 ns a 30 ns.
Conclusión

Uno de los servicios de firma de LISUN Caso exitoso de un cliente que instaló un conjunto completo de instrumentos de prueba de inmunidad ESD, también incluye un escritorio ESD como se muestra en la siguiente imagen como referencia:

ESCRITORIO ESTÁNDAR ESD

Las pruebas de inmunidad a ESD son un método esencial para garantizar que los dispositivos electrónicos puedan funcionar con normalidad en condiciones de uso reales. Al cumplir con las normas GB/T 17626.2 (IEC 61000-4-2), los fabricantes pueden identificar y mejorar la inmunidad a ESD de sus dispositivos, mejorando así la fiabilidad y la seguridad del producto. Las medidas de protección ESD adecuadas y los procedimientos de prueba estandarizados son vitales para garantizar el rendimiento y la vida útil de los equipos electrónicos.