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               静电放电发生器的选用

Selection of the ESD Generator (ESD simulator or ESD gun)

1.概述

静电放电发生器 (ESD Generator) 或叫静电放电模拟器(ESD Simulator),俗称静电放电枪(ESD gun)是电磁兼容测量与试验中静电放电抗扰度(ESD immunity)试验中的重要设备。目的是为了检验电子设备受到外来静电放电时能否正常工作,是国际电工委员会标准IEC61000-4-2 Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4: Testing and measurement techniques - Section 2: Electrostatic discharge immunity test. Basic EMC Publication,已同名等效转化为我国标准GB/T 17626.2《电磁兼容 试验和测试技术 静电放电抗扰度试验》的唯一的试验设备。

静电放电发生器主要由美国、日本和欧洲以及我国少数厂家生产,由于国际标准和国家标准对静电放电发生器的波形有非常特殊的要求, 静电放电是高电压快速(上升时间小于1ns=10亿分之1秒),因此对设备器件性能要求很高、不但对放电开关、放电电阻、静电电容性能要求非常高,而且静电发生器本身的抗静电放电和电磁干扰技术 也要求非常高才能保证其达到标准的要求和稳定可靠地工作,其校正设备也昂贵(仅校正用数字存储示波器1-2GHz的约40万-60万RMB),国内目前只有技术力量非常雄厚的极少数厂家能生产和校验,以下将国内外静电放电发生器的主要性能介绍,由于一个国家只有1-2家生产,在此不提及生产厂家名称及型号。

  

3.静电放电发生器基本性能

国际标准和国家标准对静电放电发生器基本要求静电放电发生器的基本要求

标准中主要规定了静电放电发生器的基本参数、各试验等级的电压和放电电流的波形的要求,主要是放电的第一个峰值电流、放电开关操作时的上升时间、在30ns时的电流和在60ns时的电流4个参数:

等级

指示电压(kV)

放电的第一个峰值电流(±10%)A

放电开关操作时的上升时间tr (ns)

30ns时的电流(±30%) A

60ns时的电流(±30%) A

1

2

3

4

2

4

6

8

7.5

15

22.5

30

0.7-1

0.7-1

0.7-1

0.7-1

4

8

12

16

2

4

6

8

其波形要求如下:

4.不符合标准要求的静电发生器

目前市场上,也有一些进口的静电放电发生器达不到国家标准GB17626或国际IEC61000-4-2标准要求。而一般用户和工程师由于对各种标准和市场上的静电发生器 的性能不可能完全在短时间内全面掌握,在此,我们提醒用户目前市场上不符合国际IEC61000-4-2和国家标准GB17626要求的静电发生器 。我们根据标准的要求和这些产品详细的使用说明中了解到这类静电放电发生器主要有这些问题:

1。静电放电重复频率达不到20次/秒。国际国家标准要求静电放电发生器能以20次/秒的放电以便快速找到对静电敏感的试验点进行试验,EST802静电放电发生器保证达到20次/秒的要求。

2。接触放电头直径不符合标准要求,标准要求放电电极的直径为12mm, 长度为50mm,但有的静电放电电极又小又短。不符合国际IEC61000-4-2或国家标准GB/T 17626.2要求。我们保证EST802静电放电发生器放电电极直径 和长度完全按标准设计制造。

3. 放电电流波形:在国际和国家标准中规定了静电放电发生器的放电电流波形基本参数,并要求波形的高频振荡小,但目前多数国外的静电放电发生器放电电流波形中含有频率很高成份的振荡波形成份。 这些高频成份会导致放电时对电子设备试验结果不一致,不能真正模拟实际的人体金属模型放电。国际上对这一问题多年来进行了大量研究但一直没有系统的研究和解决,我们在这方面的研究先后得到国家自然科学基金、国防电磁兼容重点实验室基金等的资助进行了非常深入的研究,所取得的成果得到国际上同行学者的称赞和认可,国际上最杰出的电磁兼容研究单位美国密苏里大学电磁兼容实验室了解到我们的研究成果后多次邀请并资助我们更加深入系统开展了国际合作。最近新的国际新标准草案中 对静电放电发生器增加了新的要求,这种有很多高频振荡的静电放电模拟器不能真正模拟人体静电放电,不符合未来标准的要求,这些静电放电放电模拟器对同一电子设备试验时会有不一致的试验结果 ,当您的电子设备能抗击8kV的真正静电放电时,用这种波形中含有很多高频成份的静电发生器试验可能2-3kV都通不过,造成您的产品增加了更多的成本,工程技术人员耗费更多的时间。

5.静电放电发生器输出电压的要求

静电放电发生器的输出电压一般都可以从低起调到最高。要求是接触放电±4kV, 空气放电±8kV. 欧洲和美国的大多数工业标准也是这样要求(见下表)

Standard Applicability Contact Discharge
Test Voltage
Air Discharge Test Voltage
EN 50082-1 Generic Immunity - Residential, Commercial and Light Industrial N/A 8kV
EN 50082-1
Draft
Draft Generic Immunity - Residential, Commercial and Light Industrial 4kV 8kV
EN 50082-2 Generic Immunity - Industrial Environment 4kV 8kV
EN 50082-2Draft Generic Immunity - Industrial Environment 4kV 8kV
EN 55104 Immunity for Household Appliances, Tools and Similar Apparatus 4kV 8kV

对于信息设备抗静电放电干度试验的标准(SJ20154)要求是3个等级和一个任意等级见下表,接触放电最高电压为6kV,空气放电试验电压最高为12kV, 但要求静电放电发生器的输出电压0~±20kV,准确度为5%

IEC61000-4-2和GB17626.2规定要求的最高试验电压是接触放电8kV,空气放电15kV(不包括开放等级的特殊电压,见下表)

所以从目前大多数信息设备技术标准要求来看,大多数试验要求是接触放电4kV,空气放电8kv, 对静电放电发生器的输出电压要求为0~±20kv,EST802静电放电发生器完全满足这些要求

对于一些特殊的行业如汽车工业、军工部门则另有要求,如有的要求试验电压达到25kv~30kv,甚至100kV(120kV)静电放电模拟器,这些静电放电发生器成本较高,使用时也要更注重安全,如果没有特殊的要求,可以不考虑。

5.保修期

静电发生器厂家或型号

美国

日本

欧洲

EST802

保修期

1年

1年

1年

3年

6.技术报务和培训

静电发生器厂家或型号

美国

日本

欧洲

EST802

技术报务和培训

免费培训

7.技术支持和国内快速维修(2-7天)

技术支持主要指提供除产品以外的相关技术,如产品的应用、国际国内目前的标准和未来标准的要求和试验方法、试验程序、试验配置等,一般的电子技术人员是难以在短时间内对其全面了解和熟练掌握,也可能费了很大功夫找到1份过时的标准,或买来静电发生器后,很可能会遇到以下问题:

试验等级是如何规定的?对试验设备有哪些要求?如何配制试验,试验程序如何?

为什么要VCP和HVP放电试验?如何对VCP和HVP如何进行放电试验?为什么空气放电用圆形放电头,而接触放电要用尖放电头?什么情况下用直接放电?什么情况下间接放电?对我的电子产品要进行哪几种静电放电试验? 标准中有哪些试验等级?为什么空气放电与接触放电同一试验等级有的试验电压相同,有的试验电压不同?对静电放电试验发生器有哪些要求?

目前国内外有哪些静电放电发生器?哪些符合标准要求,而哪些又不符合标准要求?如何校验静电放电发生器?要用哪些设备进行校验?校验设备的带宽有何要求?对校验用的法接第笼有何要求?不用法接第笼是否可以? 对放电回路电缆如何布置?为什么要对放电回路电缆这样布置? 

实验室的试验配置有何要求? 为什么要用接地电阻电缆?对接好电阻电缆有何要求?电阻电缆是用470Ω还是用470kΩ? 是用2个还是3个? 如何配置台式设备与落地式设备及安装后的试验设备?试验程序如何?对实验室环境有何要求?如何实施直接放电、间接放电、空气放电?对试验结果和试验报告有何要求?试验失效是如何分类的? 

现在的国际、国家、行业标准有何不同规定和要求?2000年以后的标准与以前发布的标准有那些新的改进和要求?目前标准存在哪些缺陷?未来标准(200X)又会有哪些新要求和改进?

电子设备通不过静电试验时如何找出问题?在那么多的元件和线路中用什么设备找出其问题出在哪?如何提高设备的抗静电性能?

为使学员培训结束后能更好的学习和研究相关ESD与EMC技术,免费赠送国际标准、国家标准、军用标准和行业标准相关的标准和学术论文资料光盘,

.... 等等,无论是理论的还是实际的问题,无论是硬件问题还是软件问题,无论是试验配置还是技术等等问题,我们都会随EST802静电发生器为您提供快速全面的标准和技术资料让您得到的可不仅仅是钱就能买到的静电仪器,还有国际国内外静电专家的咨询免费的技术培训以及中国静电信息网长年免费的《静电信息》和友谊!

如果您的电子设备不能通过静电放电试验,而您又没有太多的时间去了解标准要求,我们的技术人员可以为您提供静电放电技术解决方案。实际上我们也为很多用户有时提供多套技术方案。

快速维修指不管是否在保修期内,国内客户通常是几天,有时是当天,我们会以最快的速度给您修好或更换所有EST型号的产品。让您的工作受到到的影响最小。

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