电磁兼容（EMC）测试 – 静电放电抗扰度试验（ESD）

静电放电抗扰度测试概述
静电放电抗扰度试验（ESD）是电磁兼容测试中的一项重要内容，其国家标准为GB/T 17626.2，与国际标准IEC 61000-4-2等效。静电放电是一种常见的自然现象，尤其在干燥环境下更加明显。例如，当人在合成纤维地毯上行走时，通过鞋子与地毯的摩擦，人体可以积累起超过10^-6库仑的电荷（具体取决于鞋子与地毯之间的电阻）。在这种人/地毯/大地的系统中，平均电容大约为几十至上百皮法（pF），产生的电压可能高达15千伏（kV）。

研究表明，不同人体产生的静电放电会形成不同的电流脉冲，其电流波形的上升时间在100皮秒（ps）到30纳秒（ns）之间。电子工程师们发现，静电放电经常发生在人体接触半导体器件时，可能导致半导体材料的多层击穿，造成不可逆的损坏。此外，静电放电及其引起的电磁场变化，可能对电子设备的正常工作造成干扰和破坏。

力汕生产研发的ESD发生器是为评定电气和电子设备经受静电放电时的抗扰度性能而设计的。ESD61000-2/ESD61000-2A采用LCD显示屏可以中英文切换。

ESD61000-2_静电放电发生器

静电放电发生器（静电放电模拟器）的最高静电电压可以高达30 kv，足以满足标准最严格的防静电等级电压要求（4级空气放电静电的电压要求为15 KV）。 静电放电测试仪可用于大多数电气和电子设备的静电放电测试，并且还可以确保测试的可比性和可重复性。

静电放电抗扰度测试的目的
GB/T 17626.2标准描述了在低湿度环境下，通过摩擦使人体带电的情况。当带电人体与设备接触时，可能对设备放电，导致设备功能异常或损坏。静电放电抗扰度试验主要模拟了以下两种情况：
1. 直接放电：设备操作人员直接触摸设备时的放电情况，以及放电对设备工作的影响。
2. 间接放电：设备操作人员触摸邻近设备时，放电对测试设备的影响。

静电放电的可能后果
1. 永久性损坏：通过直接放电的能量交换，可能导致设备中的半导体器件损坏，造成设备的永久性失效。
2. 误动作：放电（可能是直接放电，也可能是间接放电）引起的近场电磁场变化，可能导致设备误动作。

放电方式
直接放电
接触放电是首选方式。只有在无法进行接触放电的地方（如表面涂有绝缘层或计算机键盘缝隙）才采用气隙放电。
间接放电
间接放电包括水平耦合平面（HCP）和垂直耦合平面（VCP）两种方式，用于模拟设备在实际使用环境中的静电放电情况。

接触放电与气隙放电的选择
接触放电作为首选方式的原因在于，前身IEC 801-2标准中使用的唯一放电方式——气隙放电暴露出测试结果的重复性和可比性差的问题。气隙放电的放电电流波形受以下因素的影响：
1. 放电电极接近被试设备的速度：放电速度影响电流波形。
2. 被测设备表面的形状：设备表面的形状影响电极场强分布。
3. 环境条件：温度、湿度和气压等环境因素影响放电过程。
4. 放电电压：放电电压对电流波形频谱有影响，例如，8 kV的放电电流上升时间典型值为1 ns到5 ns；高于8 kV时，上升时间可能达到5 ns到30 ns。

力汕安装整套ESD静电发生器和静电桌成功案例如下图：

ESD61000-2静电放电发生器配静电桌

静电放电抗扰度试验是确保电子设备在实际使用中能够正常运行的重要测试手段。通过GB/T 17626.2（IEC 61000-4-2）标准的严格测试，可以发现并改进设备对静电放电的抗扰度，提高产品的可靠性和安全性。合理的静电防护措施和规范的测试流程，是保障电子设备性能和寿命的重要保障