【文章內(nèi)容簡介】 備的接口電路中有很好的使用價值。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)下面將對靜電放電、電快速瞬變脈沖群、浪涌沖擊的測試及常見問題對策及整改措施分別展開進行探討。由于，這三個有較大的共同點，因此在測試及對策上都有較大共同點，下面將對靜電放電問題展開詳細(xì)深入的討論，而在電快速瞬變脈沖群、浪涌沖擊的討論中出現(xiàn)的相同之處將不再重復(fù)探討。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng) 靜電放電抗擾度測試常見問題對策及整改措施HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng) 靜電放電形成的機理及其對電子產(chǎn)品的危害HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)靜電是兩種介電系數(shù)不同的物質(zhì)磨擦?xí)r，正負(fù)極性的電荷分別積累在兩個物體上而形成。就人體而言，衣服與皮膚之間的磨擦發(fā)生的靜電是人體帶電的主要原因之一。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)靜電源跟其它物體接觸時，存在著電荷流動以抵消電壓，這個高速電量的傳送，將產(chǎn)生潛在的破壞電壓、電流以及電磁場，這就是靜電放電。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用過程中，操作者是最活躍的靜電源，可能積累一定數(shù)量的電荷，當(dāng)人體接觸與地相連的元件、裝置的時候就會產(chǎn)生靜電放電。靜電放電一般用ESD 表示。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)ESD 會導(dǎo)致電子設(shè)備嚴(yán)重地?fù)p壞或操作失常。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)大多數(shù)半導(dǎo)體器件都很容易受靜電放電而損壞，特別是大規(guī)模集成電路器件更為脆弱。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)靜電對器件造成的損壞有顯性的和隱性的兩種。隱性損壞在當(dāng)時看不出來，但器件變得更脆弱，在過壓、高溫等條件下極易損壞。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)ESD 兩種主要的破壞機制是：由于ESD 電流產(chǎn)生熱量導(dǎo)致設(shè)備的熱失效；由于ESD 感應(yīng)出高的電壓導(dǎo)致絕緣擊穿。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)除容易造成電路損害外，ESD 也會對電子電路造成干擾。ESD 電路的干擾有二種方式。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)一種是傳導(dǎo)方式，若電路的某個部分構(gòu)成了放電路徑，即ESD 接侵入設(shè)備內(nèi)的電路,ESD 電流流過集成片的輸入端，造成干擾。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)ESD 干擾的另一種方式是輻射干擾。即靜電放電時伴隨火花產(chǎn)生了尖峰電流，這種電流中包含有豐富的高頻成分。從而產(chǎn)生輻射磁場和電場，磁場能夠在附近電路的各個信號環(huán)路中感應(yīng)出干擾電動勢。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)該干擾電動勢很可能超過邏輯電路的閥值電平，引起誤觸發(fā)。輻射干擾的大小還取決于電路與靜電放電點的距離。ESD 產(chǎn)生的磁場隨距離的平方衰減。ESD 產(chǎn)生的電場隨距離立方衰減。當(dāng)距離較近時，無論是電場還是磁場都是很強的。ESD 發(fā)生時，在附近位置的電路一般會受到影響。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)ESD 在近場，輻射耦合的基本方式可以是電容或電感方式，取決于ESD 源和接受器的阻抗。在遠(yuǎn)場，則存在電磁場耦合。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)與ESD 相關(guān)的電磁干擾（EMI）能量上限頻率可以超過1GHz。在這個頻率上，典型的設(shè)備電纜甚至印制板上的走線會變成非常有效的接收天線。因而，對于典型的模擬或數(shù)字電子設(shè)備，ESD 會感應(yīng)出高電平的噪聲。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)一般來說，造成損壞，ESD 電火花必須直接接觸電路線，而輻射耦合通常只導(dǎo)致失常。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)在ESD 作用下，電路中的器件在通電條件下比不通電條件下更易損壞。 電子產(chǎn)品的靜電放電測試及相關(guān)要求HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)對不同使用環(huán)境、不同用途、不同ESD 敏感度的電子產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對靜電放電抗擾度試驗的要求是不同的，但這些標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于ESD 抗擾度試驗大多都直接或間接引用GB/ （idt IEC 6100042:1995）：HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)《電磁兼容 試驗和測量技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗》這一國家電磁兼容基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，并按其中的試驗方法進行試驗。下面就簡要介紹一下該標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容、試驗方法及相關(guān)要求。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng) 試驗對象：HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)該標(biāo)準(zhǔn)所涉及的是處于靜電放電環(huán)境中和安裝條件下的裝置、系統(tǒng)、子系統(tǒng)和外部設(shè)備。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng) 試驗內(nèi)容：HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)靜電放電的起因有多種，但該標(biāo)準(zhǔn)主要描述在低濕度情況下，通過摩擦等因素，使操作者積累了靜電。電子和電氣設(shè)備遭受直接來自操作者的靜電放電和對臨近物體的靜電放電時的抗擾度要求和試驗方法。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng) 試驗?zāi)康模篐FT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)試驗單個設(shè)備或系統(tǒng)的抗靜電干擾的能力。它模擬：（1）操作人員或物體在接觸設(shè)備時的放電。（2）HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)人或物體對鄰近物體的放電。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng) ESD 的模擬：HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)圖11 和圖12 分別給出了ESD 發(fā)生器的基本線路和放電電流的波形。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)放電線路中的儲能電容CS 代表人體電HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)容，現(xiàn)公認(rèn)150pF 比較合適。放電電阻Rd 為330Ω，用以代表手握鑰匙或其他金屬工具的人體電阻。現(xiàn)已證明，用這種放電狀態(tài)來體現(xiàn)人體放電的模型是足夠嚴(yán)酷的。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng) 試驗方法HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗方法有兩種：接觸放電法和空氣放電法。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)接觸放電法：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。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)空氣放電法：將試驗發(fā)生器的充電電極靠近受試設(shè)備并由火花對受試設(shè)備激勵放電的一種試驗方法。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)接觸放電是優(yōu)先選擇的試驗方法，空氣放電則用在不能使用接觸放電的場合中。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng) 試驗等級及其選擇：HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)試驗電平以最切合實際的安裝環(huán)境和條件來選擇，表1 提供了一個指導(dǎo)原則。表1 同時也給出了靜電放電試驗等級的優(yōu)先選擇范圍，試驗應(yīng)滿足該表所列的較低等級。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)表1：試驗等級選擇HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)接觸放電 空氣放電 安裝條件 環(huán)境條件HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)等級 電壓kV 等級 電壓kV 抗靜電材料 合成材料 相對濕度 %RHHFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)1 2 1 2 √ / 35HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)2 4 2 4 √ / 10HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)3 6 3 8 / √ 50HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)4 8 4 15 / √ 10HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)X* 特殊 X* 特殊 / / /HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)注：*“X”是一個開放等級，必須在專用設(shè)備的規(guī)范中加以規(guī)定。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)等級的選擇取決于環(huán)境等因素，對具體的產(chǎn)品來說，往往已在相應(yīng)的產(chǎn)品或產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)中加以規(guī)定。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng) 試驗環(huán)境HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)對空氣放電該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了環(huán)境條件：HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)環(huán)境溫度：15℃~35℃、相對濕度：30%~60%RH、大氣壓力：86kPa~106kPaHFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)對接觸放電該標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定特定的環(huán)境條件。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng) 試驗布置HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)對試驗布置也做出了詳細(xì)的規(guī)定，圖13 所示為臺式設(shè)備的試驗布置示意圖。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng) 試驗實施HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)實施部位：直接放電施加于操作人員在正常使用受試設(shè)備時可能接觸到的點或面上；間接放電施加于水平耦合板和垂直耦合板。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)直接放電模擬了操作人員對受試設(shè)備直接接觸時發(fā)生的靜電放電情況。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)間接放電則是對水平耦合板和垂直耦合板進行放電，模擬了操作人員對放置于或安裝在受試設(shè)備附近的物體放電時的情況。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)直接放電時，接觸放電為首選形式；只有在不能用接觸放電的地方（如表面涂有絕緣層，計算機鍵盤縫隙等情況）才改用氣隙（空氣）放電。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng) HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)圖11：靜電放電發(fā)生器HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)圖12：靜電放電的電流波形HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)間接放電：選用接觸放電方式。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)試驗電壓要由低到高逐漸增加到規(guī)定值。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)不同的產(chǎn)品或產(chǎn)品族標(biāo)準(zhǔn)對試驗的實施可能根據(jù)產(chǎn)品的特點有特定的規(guī)定。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)圖13：臺式設(shè)備靜電放電布置示意圖HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng) 試驗結(jié)果HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)若靜電放電測試通不過，可能產(chǎn)生如下后果：HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)（1）直接通過能量交換引起半導(dǎo)體器件的損壞。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)（2）放電所引起的電場與磁場變化，造成設(shè)備的誤動作。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng) 電子產(chǎn)品的靜電放電對策及改進要點HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)有很多辦法減小ESD 產(chǎn)生的電磁干擾（EMI）影響電子產(chǎn)品或設(shè)備：完全阻止ESD 產(chǎn)生，阻止EMI（本文中專指因ESD 產(chǎn)生的EMI）耦合到電路或設(shè)備以及通過設(shè)計工藝增加設(shè)備固有的ESD 抗擾性。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)ESD 通常發(fā)生在產(chǎn)品自身暴露在外的導(dǎo)電物體，或者發(fā)生在鄰近的導(dǎo)電物體上。對設(shè)備而言，容易產(chǎn)生靜電放電的部位是：電纜、鍵盤及暴露在外的金屬框架以及設(shè)備外殼上的孔、洞、縫隙等。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)常用的改進方法是在產(chǎn)品ESD 發(fā)生或侵入危險點，例如輸入點和地之間設(shè)置瞬態(tài)保護電路，這些電路僅僅在ESD 感應(yīng)電壓超過極限時發(fā)揮作用。保護電路可以包括多個電流分流單元。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)有多種電路可以達到ESD 保護的目的，但選用時必須考慮以下原則，并在性能和成本之間加以權(quán)衡：速度要快，這是ESD 干擾的特點決定的；能應(yīng)付大的電流通過；考慮瞬態(tài)電壓會在正、負(fù)極性兩個方向發(fā)生；對信號增加的電容效應(yīng)和電阻效應(yīng)控制在允許范圍內(nèi)；考慮體積因素；考慮產(chǎn)品成本因素。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)我們可以從以下幾種抑制ESD 干擾的方法中選擇適用的對策：HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng) 外殼設(shè)計：HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)外殼在人手和內(nèi)部電路間建立隔離層，阻止ESD 的發(fā)生，金屬外殼同時也是阻止ESD 間接放電形成的輻射及傳導(dǎo)耦合的關(guān)鍵。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)一個完整的封閉金屬殼能在輻射噪聲中屏蔽電路，但由于從電路到屏蔽殼體的ESD 副級電弧可能產(chǎn)生傳導(dǎo)耦合，因而一些外殼設(shè)計使用絕緣體，在絕緣殼中，放置一個金屬的屏蔽體。這種設(shè)計的好處是既可以防止因操作者對金屬外殼的直接接觸放電造成干擾，又可以防止操作者對周圍物體放電時形成的EMI 耦合到內(nèi)部形成干擾，同時在操作者對外殼的孔、洞、縫隙放電時給放電電流一個泄放通道，防止對內(nèi)部電路直接放電。這種做法的簡化是在設(shè)備金屬外殼上涂絕緣漆或貼一層絕緣物質(zhì)，使絕緣能力大于20kV。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)因為靜電會穿過孔洞、縫隙放電，所以絕緣外殼的孔洞、縫隙與內(nèi)部電路間應(yīng)留有足夠的空間，2cm 左右的空氣隙可以阻止靜電放電的發(fā)生。對外殼上的孔、洞、排氣口等，用幾個小孔代替一個大孔，從EMI 抑制的角度來說更好。為減小EMI 噪聲，縫隙邊沿每隔一定距離處使用電連接。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)對金屬外殼而言，外殼各部分之間的搭接非常重要，若機箱兩部分之間的搭接阻抗較高，當(dāng)靜電放電電流流過搭接點時，會產(chǎn)生電壓降，這可能會影響電路的正常工作。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)解決這個問題的方法有兩個：1）盡量使外殼保持導(dǎo)電連續(xù)，減少搭接阻抗。2）在電路與機箱之間增加一層屏蔽，減小電路與機箱之間的電容耦合。內(nèi)層屏蔽要與外殼連接起來。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)如果是塑料外殼，則要求對電路的接地進行仔細(xì)布置，以防止放電電流感應(yīng)到電路上去。塑料外殼的優(yōu)點是不會產(chǎn)生直接放電現(xiàn)象。如果塑料外殼上沒有大的開孔，則塑料外殼能對電路起到保護作用，但塑料外殼對防止操作者對周圍物體放電時耦合到內(nèi)部形成干擾無抑制能力。 接地設(shè)計：HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)一旦發(fā)生了靜電放電，應(yīng)該讓其盡快旁路人地，不要直接侵入內(nèi)部電路。例如內(nèi)部電路如用金屬機箱屏蔽，則機箱應(yīng)良好接地，接地電阻要盡量小，這樣放電電流可以由機箱外層流入大地，同時也可以將對周圍物體放電時形成的騷擾導(dǎo)入大地，不會影響內(nèi)部電路。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)對金屬機箱，通常機箱內(nèi)的電路會通過I/O 電纜、電源線等接地，當(dāng)機箱上發(fā)生靜電放電時，機箱的電位上升，而內(nèi)部電路由于接地，電位保持在地電位附近。這時，機箱與電路之間存在著很大的電位差。這會在機箱與電路之間引起二次電弧。使電路造成損壞。通過增加電路與外殼之間的距離可以避免二次電弧的發(fā)生。當(dāng)電路與外殼之間的距離不能增加時，可以在外殼與電路之間加一層接地的金屬擋板，擋住電弧。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)如果電路與機箱連在一起，則只應(yīng)通過一點連接。防止電流流過電路。線路板與機箱連接的點應(yīng)在電纜入口處。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)對塑料機箱，則不存在機箱接地的問題。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng) 電纜設(shè)計：HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)一個正確設(shè)計的電纜保護系統(tǒng)可能是提高系統(tǒng)ESD 非易感性的關(guān)鍵。作為大多數(shù)系統(tǒng)中的最大的“天線”— I/O 電纜特別易于被ESD 干擾感應(yīng)出大的電壓或電流。從另一方面，電纜也對ESD 干擾提供低阻抗通道，如果電纜屏蔽同機殼地連接的話。通過該通道ESD 干擾能量可從系統(tǒng)接地回路中釋放，因而可間接地避免傳導(dǎo)耦合。為減少ESD 干擾輻射耦合到電纜，線長和回路面積要減小，應(yīng)抑制共模耦合并且使用金屬屏蔽。對于輸入/輸出電纜可采用使用屏蔽電纜、共模扼流圈、過壓箝位電路及電纜旁路濾波器措施。在電纜的兩端，電纜屏蔽必須與殼體屏蔽連接。在互聯(lián)電纜上安裝一個共模扼流圈可以使靜電放電造成的共模電壓降在扼流圈上，而不是另一端的電路上。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)兩個機箱之間用屏蔽電纜連接時，通過電纜的屏蔽層將兩個機箱連接在一起，這樣可以使兩個機箱之間的電位差盡量小。這里，機箱與電纜屏蔽層之間的搭接方式很重要。強烈建議在電纜兩端的機箱與電纜屏蔽層之間360176。搭接。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng) 鍵盤和面板：HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)鍵盤和控制面板的設(shè)計必須保證放電電流能夠直接流到地，而不會經(jīng)過敏感電路。HFT安規(guī)與電磁兼容網(wǎng)對于絕緣鍵盤，在鍵與電路之間要安裝一個放電防護器（如金屬支架），為放電電流提供一條放電路徑。放電防護器要直接連接到機箱或機架上，而不能連接到電路地上。當(dāng)然，用較大的旅鈕（增加操作者到內(nèi)部線路的距離）能夠直接防止靜電放電。鍵盤和控制面板的設(shè)計應(yīng)能使放電電流不經(jīng)過敏