静电放电抗扰度测试介绍

当带电物体接近导体时，导体上的自 由电荷会受到电场力的作用而重新分 布，形成感应电荷，从而产生静电。
静电放电的传播途径
电场传播
静电放电产生的电场会在空间中 传播，影响周围物体的电荷分布。
电流传播
静电放电会产生电流，电流沿着导 电介质传播，对周围物体产生电磁 干扰。
耦合传播
静电放电通过耦合的方式将干扰信 号传播到其他电路或系统。
2. 施加静电放电
使用静电放电模拟器在被测设备上施加静电放电脉冲，分别在几个不 同的位置和角度进行多次试验。
3. 监测与记录
通过信号发生器和示波器等测试设备监测被测设备在静电放电过程中 的性能表现，如信号质量、电路参数等，并记录相关数据。
4. 结果分析
根据记录的数据分析被测设备的静电放电抗扰度性能，评估其在静电 放电环境中的可靠性。
静电放电类型
根据放电电流的波形和能量，静电放电可分为三种类型：电晕放电、刷形放电 和火花放电。
静电放电的危害
01
02
03
电子设备损坏
静电放电产生的瞬时电流 和电压可能超过电子设备 的耐受阈值，导致设备性 能下降或损坏。
数据丢失
静电放电可能引发电磁脉 冲，干扰计算机存储的数 据，导致数据丢失或损坏。
人体伤害
静电放电对人体有一定的 电击作用，长期接触静电 放电的工作人员可能面临 健康风险。
静电放电抗扰度试验的意义
提高产品质量
通过进行静电放电抗扰度 试验，可以评估产品的抗 静电干扰能力，提高产品 的可靠性和稳定性。
保障人员安全
通过确保产品具备足够的 抗静电放电能力，可以降 低人员因电击而受伤的风 险。
如IEC 61000-4-2、EN 610004-2等，规定了静电放电抗扰度试 验的测试方法、等级和限值要求 。

除非在通用标准、产品标准或产品类标准中有其他规定，静电放电只施加在正常使用时人员可接触到的受试设备上的点和面。以下是例外的情况（亦即，放电不施加在下述点）：
a)在维修时才接触得到的点和表面。
b)最终用户保养时接触到的点和表面。这些极少接触到的点，如换电池时接触到的电池，录音电话中的磁带等。
c)设备安装固定后或按使用说明使用后不再能接触到的点和面，例如，底部或设备的靠墙面或安装端子后的地方。
——试验通过/失败的判断原因（根据通用标准、产品标准或产品类标准规定的性能判据或制造商和购买方达成的协议）；
——采用的任何特殊条件，例如电缆长度或类型，屏蔽或接地，或受试设备运行条件，均要符合规定。
附录1：
IEC61000-4-2标准对静电抗扰度测试仪的主要性能要求如下：
储能电容(Cs+Cd)
150pF±10%
——受试设备和辅助设备的标识，例如商标、产品型号、序列号；
——试验设备的标识，例如商标、产品型号、序列号；
——任何进行试验所需的专门环境条件，例如屏蔽室；
——进行试验所需的任何特定条件；
——制造商、委托方或购买方规定的性能水平；
——在通用、产品或产品类标准中规定的性能要求；
——试验时在骚扰施加期间及以后观察到的对受试设备的任何影响，及其持续时间；
2.接触放电方法：试验发生器的电极保持与受试设备的接触并由发生器内的放电开关激励放电的一种试验方法。
3.空气放电方法：将试验发生器的充电电极靠近设备并由火花对受试设备激励放电的一种试验方法。
4.直接放电：直接对受试设备实施放电。
5.间接放电：对受试设备附近的耦合板实施放电，以模拟人员对受试设备附近的物体放电。
接地参考平面的最小尺寸为1m2，实际的尺寸取决于受试设备的尺寸，而且每边至少应伸出受试设备或耦合板之外0.5m，并将它与保护接地系统相连。

静电放电抗扰度试验是电磁兼容性（EMC）领域中的一种重要测试方法，用于评估电子设备在静电放电干扰下的抗扰度。

以下是关于静电放电抗扰度试验的一般流程和技术：
1. 试验介绍：
-静电放电试验是模拟人体静电放电现象，通过给予设备定量的静电放电来评估设备对此种电磁干扰的抗扰度。

2. 试验设备：
-静电放电试验通常使用专门的试验设备，包括静电电源、人体模型（HBM）或机器模型（MM）、试验台等。

3. 试验参数：
-试验参数包括静电放电电压、放电极间距、放电次数等，这些参数通常根据相关标准或规范进行设置。

4. 试验环境：
-静电放电试验需要在恒温、恒湿的环境条件下进行，以确保试验结果的可靠性。

5. 试验过程：
-试验前，需要对设备进行预试验，以确定设备的敏感性和适应
性。

-在试验过程中，按照预设的参数和序列进行静电放电，并记录设备在放电过程中的反应和性能变化。

6. 试验评估：
-根据试验结果，对设备的抗扰度进行评估和分析。

-静电放电试验通常根据相关标准或规范，将试验结果与预设的抗扰度要求进行比较，判断设备是否符合要求。

7. 报告和验证：
-完成试验后，生成详细的试验报告，包括试验条件、试验结果、设备反应等信息。

-可以通过再次测试或其他验证手段，确认设备的抗扰度改进措施的有效性。

需要注意的是，静电放电试验应该由专业的测试机构或资质认证实验室进行，以确保试验的准确性和可靠性。

对于电子产品的设计和开发过程中，合理的电磁兼容性设计和抗扰度验证是非常重要的，可以帮助提高产品的可靠性和稳定性。

ESD静电放电是指在两个接触或接近的物体间由于静电电荷失去平衡而发生的放电现象，通常称为静电击。

在现代电子产品制造和使用过程中，静电放电对电子产品的影响极其重要，甚至可能对产品的性能和寿命产生严重影响。

对静电放电抗扰度检测方法和检测标准的研究和制定显得尤为重要。

一、ESD静电放电抗扰度检测方法1. 传统方法传统的ESD静电放电抗扰度检测方法主要包括人体静电放电（HBM）、机器模拟静电放电（MM）和车间模拟静电放电（CDM）三种方式。

其中，HBM是通过人体与电气设备或系统之间的接触来模拟电气设备在实际应用中的静电放电，MM是通过模拟电气设备在实际应用中的机器间的接触来模拟静电放电，CDM则是通过模拟电气设备在实际应用中的车间之间的接触来模拟静电放电。

这些方法在一定程度上可以模拟实际应用环境中的静电放电，但是在实际应用中的适用性和准确性有待进一步验证。

2. 新兴方法随着科学技术的不断进步和电子产品的不断更新换代，新兴的ESD静电放电抗扰度检测方法也在不断涌现。

基于纳米技术的ESD静电放电抗扰度检测方法，通过利用纳米技术的特殊性能，可以更加精准地模拟和检测实际应用环境中的静电放电，提高了检测的准确性和可靠性。

还有基于仿生学的ESD静电放电抗扰度检测方法，通过模拟自然界中生物体对静电放电的响应机制，可以提高电子产品对静电放电的抗扰度。

二、ESD静电放电抗扰度检测标准1. 国际标准目前，国际上对ESD静电放电抗扰度检测标准的制定已经相对成熟，在国际电工委员会（IEC）和国际标准化组织（ISO）已经有了相关的标准，如IEC 61340系列标准和ISO 10605标准等。

这些标准主要针对静电放电的发生原理、检测方法、抗扰度要求等进行了详细规定，对于全球范围内的电子产品生产和使用具有重要指导意义。

2. 国内标准在国内，我国电子技术标准化研究院（CESI）和我国合格评定国家认可委员会（CNAS）等机构也已经制定了相关的ESD静电放电抗扰度检测标准，如GB/T 16927标准等。

静电放电抗扰度静电放电抗扰度是指系统的耐受放电距离的能力。

根据IEC 61337对静电放电抗扰度的定义，它是指由于外界静电场引起的系统故障的能力。

静电放电抗扰度是一个安全性的重要指标，主要用于评估系统电源系统、信号系统、计算机网络等电子设备的性能及其可靠性。

静电放电抗扰度评估可分成三个方面：一是抗扰度规范，即主要确定对放电距离的耐受性能；二是抗扰度认证，即在不损坏系统功能的前提下对系统进行测试，以验证其对不同感应电场的抗扰性能；三是性能实验，即通过极限测试等方法，来探究系统在极端条件下的性能表现。

抗扰度的测试方法主要分为抗电磁干扰试验、抗静电放电试验和测试。

抗电磁干扰试验是使用不同功率的磁场对系统进行测试，来检测系统是否能够稳定运行；抗静电放电试验是利用由整体式投影和配置不同的抗扰系数来进行放电测试；测试是检测系统性能的一种特殊测试，它利用特殊的发射器、接收器和抗扰器对系统进行测试，以了解系统对外界感应电场的抗扰度。

静电放电抗扰度的测试可以分成简单的空载测试和负载测试两种方法。

简单的空载测试原理是使用一定大小的放电电极，以一定的脉冲频率、间隔时间和脉冲电流测量系统的抗扰应力能力；负载测试基本原理是使用不同抗扰系数的投影或接收器来检测系统的抗扰应力。

此外，为了能够评估系统在受到不同感应电场或放电强度下系统可能遇到的抗扰应力，可以进行组合试验，即放电强度、时间和电极之间的组合方式，可以更好地测量系统的抗扰应力能力。

综上所述，静电放电抗扰度评估是一项非常重要的工作，能够有效提高系统的安全性和可靠性，在很大程度上提高用户的使用体验。

有效的静电放电抗扰度评估有助于保证系统的安全可靠性，降低系统运行成本，确保系统的正常运行。

静电放电抗扰度测试1 静电的产生与危害静电放电是一种自然现象,经验表明,人在合成纤维的地毯上行走时,通过鞋子与地毯的摩擦,只要行走几步,人体上积累的电荷就可以达到10-6库仑以上(这取决于鞋子与地毯之间的电阻),在这样一个"系统"里(人/地毯/大地)的平均电容约为几十至上百pF,可能产生的电压要达到15kV. 研究不同的人体产生的静电放电,会有许多不同的电流脉冲,电流波形的上升时间在100ps至30ns之间.电子工程师们发现,静电放电多发生于人体接触半导体器件的时候,有可能导致数层半导体材料的击穿,产生不可挽回的损坏静电放电以及紧跟其后的电磁场变化,可能危害电子设备的正常工作。

2 静电放电试验GB/T17626.2描述的是在低湿度环境下,通过摩擦使人体带电.带了电的人体,在与设备接触过程中就可能对设备放电.静电放电抗扰度试验模拟了两种情况:⑴设备操作人员直接触摸设备时对设备的放电,和放电对设备工作的影响;⑵设备操作人员在触摸邻近设备时,对所关心这台设备的影响.其中前一种情况称为直接放电(直接对设备放电);后一种情况称为间接放电(通过对邻近物体的放电,间接构成对设备工作的影响).静电放电可能造成的后果是:(1)通过直接放电,引起设备中半导体器件的损坏,从而造成设备的永久性失效.⑵由放电(可能是直接放电,也可能是间接放电)而引起的近场电磁场变化,造成设备的误动作. 试验配置由于静电放电的电流波形十分陡峭,前沿己经达到0.7～1ns,其包含的谐波成分至少要达到500MHz以上,因此试验室里试验配置的规范性是保证试验结果重复性和可比性的一个关键. 下图上海三基电子工业有限公司提供的台式与落地式两种设备的试验配置.①木制试验台1700×900×800mm ①绝缘支座1100×800×100mm②参考接地板2700×1800×1.5mm ②参考接地板2700×1800×1.5mm③垂直耦合板500×500×1.5mm③垂直耦合板500×500×1.5mm④水平耦合板1600×800×1.5mm④垂直耦合板支架500×500×1200mm⑤绝缘垫板1400×600×0.5mm ⑤两端带470kΩ电阻的连接线(一根)⑥两端带470kΩ电阻的连接线(两根)静电放电试验的实验室配置可以由用户自行制作,标准对此作出了规定,归结起来有以下几点:⑴参考接地板采用0.25mm以上铜板或铝板(铝板易氧化,慎用).如用其他金属,厚度至少是0.65mm以上.参考接地板实际尺寸不限,要求四周均超出被试设备(指地面设备)或试验桌台面水平耦合板(用于台式设备)的每边0.5m以上.参考接地板要和试验室的保护接地线相连.⑵水平耦合板(仅台式设备有)和垂直耦合板(后者有绝缘支架)的材料与参考接地板相同.两块耦合板各有一根两端接有470kΩ电阻的电缆线与参考接地板相连,以便泄放试验中静电电荷.要求所用电阻有承受放电的能力;整个电缆有绝缘保护,避免与接地板短路.⑶对台式设备,在水平耦合板上覆一块0.5mm的绝缘薄板,要求试验中此板不明显积聚电荷.在台式设备试验中,水平耦合板至少比试品的每一边大出0.1m.如试品太大,要么选用更大的试验台;要么选用两张同样的试验台来摆放试品,桌面上的水平耦合板不必焊在一起,而可以在两张桌子的并合处覆一块同样材质的金属,只要各压住每个桌面0.3m以上即可.但要求两张桌子的水平耦合板用电阻线分别与参考接地板相连. ⑷对地面设备,在参考接地板上要有一个0.1m高的绝缘支座,试品和试品电缆放在绝缘支座.⑸所有连接线(包括参考接地板的接地电缆;耦合板上的带电阻的连接电缆;以及放电枪接到参考接地板上的接地回线等)都必须保持低阻抗的连接.⑹其他应注意的地方 A.在距试品1m以内应无墙壁和其他金属物品(包括仪器).B.试验中的试品要尽可能按实际情况布局(包括电源线,信号线和安装脚等等).接地线要按生产厂的规定接地(没有接地线的就不接),不允许有额外的接地线.C.放电时,放电枪的接地回线与试品表面至少保持0.2m的间距,避免相互间有附加感应,影响试验结果.试验方法标准规,凡被试设备正常工作时,人手可以触摸到的部位,都是需要进行静电放电试验的部位(这样的部位,除机壳以外,其他如控制键盘,显示屏,指示灯,旋钮,钥匙孔,电源线等都在考核范围内).试验时,被试设备处在正常工作状态. 试验正式开始前,试验人员对试品表面以20次/秒的放电速率快速扫视一遍,以便寻找试品的敏感部位(凡扫视中有引起试品数显跳动,动作异常迹象的部位,都作为正式试验时的重点考查部位,应记录在案,并在正式试验时应在其周围多增加几个考查点).正式试验时,放电以1次/秒的速率进行(也有规定为1次/5秒的产品),以便让试品来得及作出响应.通常对每一个选定点上放电20次(其中10次是正的,还有10次是负的). 原则上,凡可以用接触放电的地方一律用接触放电.对有镀漆的机壳,如制造厂未说明是作绝缘的,试验时便用放电枪的尖端刺破漆膜对试品进行放电.如厂家说明是做绝缘使用时,则改用气隙放电.对气隙放电应采用半圆头形的电极,在每次放电前,应先将放电枪从试品表面移开,然后再将放电枪慢慢靠近试品,直到放电发生为止.为改善试验结果的重复性和可比性,放电电极要垂直试品表面.间接放电:①对水平耦合板,放电枪垂直地在离开试品0.1m处用接触放电方式进行放电.②对垂直耦合板,耦合板应放在离试品0.1m处,放电枪要垂直于耦合板一条垂直边的中心位置上进行放电.对试品垂直方向的四个面都要用垂直耦合板做间接放电试验.电快速瞬变脉冲群产生的原理：当电感性负载（如继电器、接触器等）在断开时，由于开关触点间隙的绝缘击穿或触点弹跳等原因，在断开处产生的瞬态骚扰。

电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验静电放电抗扰度试验（Electrostatic Discharge, ESD）是电磁兼容性试验（Electromagnetic Compatibility, EMC）中的一种重要测试技术，用于评估电子设备在静电放电环境下的抗扰度能力。

下面是有关静电放电抗扰度试验的一些基本信息：1.测试目的：静电放电抗扰度试验的主要目的是模拟和评估电子设备在静电环境下的性能表现，以判断其对于静电放电所带来的干扰的敏感程度。

这种测试可以帮助确保设备在实际使用中的可靠性和稳定性。

2.试验原理：静电放电是由于电荷的积累产生的突然放电，通常由人体接触或靠近设备引起。

在试验中，使用专门设计的静电发生器产生预定能量的电荷，并将其以模拟真实应用环境的方式释放到被测试设备上，观察设备的反应和性能变化。

3.试验参数：静电放电试验涉及一系列的试验参数，包括放电等级、放电方式、放电时间、放电重复频率等。

各个行业和标准机构根据实际需求和应用环境，会制定相应的规范和标准来规定这些试验参数。

4.试验过程：该试验根据标准要求，将电荷自发生器通过电极和接触装置传递到设备上，观察设备的反应和性能变化。

常用的观测指标包括设备功能的中断、暂时失活、数据错误、永久性损坏等。

5.相关标准：常见的静电放电抗扰度试验标准包括IEC61000-4-2（国际电工委员会标准）、ANSI/ESD S20.20（美国国家标准协会标准）和ISO 10605（国际标准化组织标准）等。

这些标准提供了统一的测试方法和要求，以确保静电放电试验的一致性和可比性。

通过静电放电抗扰度试验，可以评估电子设备对于静电放电的干扰抵抗能力，帮助设计和生产过程中优化电路设计和材料选择，以提高设备的可靠性和抗扰度。

该测试在电子设备的研发、制造和质量控制过程中具有重要作用。

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测试步骤
1. 测试Sample依其正常功能, 配合外围组成Test Configuration, 测试时尽可能Active每种功能, , 来确认测试中所有Function 正 常, , 电源线、信号线种类请依照客户规格使用。用。 2. 依产品结构选定测试点, 所有可能放电的位置都必须列为测试点 3. 依照客户提出之测试规格, 测试电压值由正、负极性, 由低而高依 序执行, 其中Contact Discharge 测试, (含Direct 及Indirect) 及Air Discharge 测试每一个测试点Discharge至少10 次, 每次至少间隔1 秒, (若依Product standard, 如YD 1215 有特别要求,,优先依照其规 定) 4. 依下述方式对EUT 执行静电放电, 并观察测试过程中EUT各项功 能是否正常..
直接放电对待测物eut接触放电contactdischarge针对eut上所有导电表面directdischarge及hcpvcpindirectdischarge作测试静电枪头dischargetip请使用尖头直接接触eut外壳导电部份于电压指示到达要求值时将放电针垂直接触测试点后按控制按钮放电等待电压指示再次达到要求值时再次按钮放电如此反复执行直到测试完成19对待测物隔空放电airdischarge针对放电鎗无法直接接触contact放电的表面或缝隙则执行airdischarge静电枪头dischargetip请使用圆头直接接触eut外壳导电部份启动充放电开关充电在安全无虞之下在不造成eut受测点被损坏的状况下尽快将静电枪头以垂直角度接近并接触eut外壳
b. 间接放电 对耦合平面板(coupling plane) 接触放电接触放电
耦合平面板有垂直(VCP) , 水平(HCP) 之分, 以接触放电方式对VCP, HCP 放电放电:

为了确定故障的临界值，试验电压应从最小值到选定的试验电压值逐渐增加。最后的实验值不应超过产品的规范值，以避免损坏设备。
试验应以单次放电的方式进行。在预选点上，至少施加十次单次放电。
连续单次放电之间的时间间隔建议至少1s，但为了确定系统是否会发生故障，可能需要较长的时间间隔。
注：放电点通过以20次/s或以上放电重复率来进行试探的方法加以选择。
对放置于或安装在受试设备附近的物体的放电应用静电放电发生器对耦合板接触放电的方式进行模拟。
5.2.2.1在受试设备下面的水平耦合板
对水平耦合板放电应在水平方向对其边缘施加。
在距受试设备每个单元（若适中）中心点前面的0.1m处水平耦合板边缘，至少施加10次单次放电（以最敏感的极性）。放电时，放电电极的长轴应处在水平耦合板的平面，并与其前面的边缘垂直。
接地参考平面的最小尺寸为1m2，实际的尺寸取决于受试设备的尺寸，而且每边至少应伸出受试设备或耦合板之外0.5m，并将它与保护接地系统相连。
受试设备与实验室墙壁和其他金属性结构之间的距离最小1m。
静电放电发生器的放电回路电缆应与接地参考平面连接，该电缆的总长度一般为2m。
如果这个长度超过所选放电点需要的长度，如可能将多余的长度以无感方式离开接地参考平面放置，且与实验配置的其他导电部分保持不小于0.2m的距离。
在空气放电的情况下，放电电极的圆形放点头应尽可能快地接近并触及受试设备（不要造成机械损伤）。每次放电之后，应将静电放电发生器的放电电极从受试设备移开，然后重新触发发生器，进行新的单次放电，这个程序应当重复至放电完成为止。在空气放电试验的情况下，用作接触放电的放电开关应当闭合。
5.2.2间接施加的放电
规定有耦合板的地方，例如允许采用间接放电的地方，这些耦合板采用和接地参考平面相同的金属和厚度，而且经过每端带有一个470k 电阻的电缆与接地参考平面连接，当电缆置于接地参考平面上时，这些电阻器应能耐受住放电电压且具有良好的绝缘，以避免对接地参考平面的短路。

直接放电测试
直接放电测试中,放电电击直接对待测物设备
进行测试而测试之对象包含用户在使用中可 能触及到之任何地方,包括任何带电维护与校 正才可能触及之地方,例如: 控制键盘,显示屏,旋钮,电源线,机壳,指示灯 等 在选定放电点之前用20次/秒方式先找出怀 疑点之后再重点考核,放电次数至10次
水平耦合板之间接放电测试
测试前须确认事项
在可接触点上采用直接放电,在不可接触点上
或绝缘表面采用空气放电(Air Discharge) 被测物需进行何种等级之测试? 每个测试点应施加放电次数几次? 被测物除了做直接放电测试外,是否还需进行 间接放电? 针对放电耦合板放置位置又如何? 是否还要进行安装后之静电放电测试
:
30% ~ 60 %
大气压力
: 86KPa(860mbar)~ 106KPa(1060mbar) ***** 电磁环境应不影响测试之结果 *****
测试前须确认事项
测试时需用直接放电测试或间接放电测试方
式进行 被测物设备典型之工作条件为何?应该选择哪 一个条件下进行测试才有效? 被测物是按照 桌上型 或是按落地式方式径 行测试? 首先确定施加放电点用20次/秒方式先预扫放 电一次对有怀疑之地方做重点测试
测试等级
按标准测试评定等级分: [1] 于技术范围内性能正常 [2] 功能和性能暂时降低或丧失但可自行恢复 [3] 功能和性能暂时降低或丧失要求工作人员干 预或系统重置才能恢复正常 [4] 由于设备零件或软件之损坏或是数据之丧失而造 成不可自行恢复之功能降低或是丧失

评定时[1]判定为通过,[4]判定为不通过 [2][3]需用户与制造商两方协商来判定
静电放电路径
[桌上型]与[落地式]待测物测试布局

esd试验标准
esd即静电放电抗扰度试验，静电放电标准描述的是在低湿度环境下，通过摩擦使人体带电，带了电的人体，在与设备接触过程中就可能对设备放电。

静电放电（ESD）试验标准有：
1.人体放电模式(HBM)：等效人体电容为100pF，等效人体电阻为1.5KΩ，规
定小于2kV的则为Class-1，在2kV~4kV的为class-2，4kV~16kV的为
class-3。

2.机器放电模式(MM)：等效机器电阻为0（因为金属，通常小于10Ω），电容
为200pF。

由于机器是金属且电阻为0，所以放电时间很短，几乎是ms或者us之间。

静电放电抗扰度试验ESD模拟了两种情况：
1.设备操作人员直接触摸设备时对设备的放电，和放电对设备工作的影响；
2.设备操作人员在触摸邻近设备时，对这台设备的影响。

影响产品ESD测试的主要因素有：
1.机身材质：不同的外壳材质的产品有不一样的放电路径，对静电放电抗干
扰测试也会有不一样的影响，如导体、绝缘体、喷有导电漆的绝缘体等。

2.放电点与敏感线路的距离：静电属于高频的干扰，放电时会有电磁场产
生，距离近会有较大的寄生电容和较小的耦合阻抗，更容易被干扰。

3.放电点的静电流放电路径和阻抗：不同的路径造成不同的阻抗，不同的阻
抗会产生不同的干扰。

4.芯片本身的抗干扰能力：芯片本身承受脉冲干扰而不发生逻辑错误的能
力、外围电路的处理、外部连接的布线等。

静电放电抗扰度试验
静电放电抗扰度试验，简称“ESD Test”，是评估电子产品是否具备免疫静电的能力
的重要一环。

它的原理是将产品放入一台装有特定电压的模拟ESD 电源（模拟器）中，通过这台模拟器将模拟的E SD击打到产品上，从而检验该产品是否有足够的静电放电保护
能力。

EMI 测试是检测一种电子产品是否具有足够的阻抗来抑制外界有害电磁干扰能力的测试。

产品被放置在各种不同的 EMI 检测设备中，然后将其暴露于由模拟 EMI 产生的有害
电磁辐射中，以进行实际检测。

最终的检测结果将准确反映出该产品在此环境的抗干扰能
力及其 EMI 稳定性。

从渗透、瞬变（浪涌）、和随机瞬变到静电放电（ESD），EMI 测试覆盖了所有频率
范围内的各种有害电磁辐射波。

建议 ESD 测试电成从 15kHz开始，覆盖 15kHz 到 10GHz 所有的频率范围，以尽可能多的检测 ESD 产生的电磁辐射波。

（1）安装被测产品：安装标准的吸盘或其他支撑装置，将被测元件放置在试验装置
中待测。

（2）设定试验参数：如电路的类型、电源的极性、电源的电流和输入端口对应数字
量的高低电平等。

（3）进行静电放电测试：将模拟电源供给给被测元件，测量其动态阻抗和输出响应，从而确定被测元件是否有足够的静电放电阻抗及穿透电流等抗扰能力。

（4）检验产品：将测得的有用数据和标准要求进行对比，判定是否达标。

通过严格的静电放电抗扰度试验可以为产品提供足够的静电放电阻抗，保护产品免受
有害电磁辐射的干扰。

目前，该试验已经成为产品设计与安全检验的重要工具之一，以保
障电子产品的稳定性和安全性。

静电放电抗扰度测试知识静电放电抗扰度试验静电放电抗扰度试验的国家标准为GB/T17626.2（等同于国际标准IEC61000-4-2）.静电放电是一种自然现象，经验表明，人在合成纤维的地毯上行走时，通过鞋子与地毯的摩擦，只要行走几步，人体上积累的电荷就可以达到10-6库仑以上（这取决于鞋子与地毯之间的电阻）,在这样一个“系统"里（人/地毯/大地）的平均电容约为几十至上百pF,可能产生的电压要达到15kV.研究不同的人体产生的静电放电，会有许多不同的电流脉冲，电流波形的上升时间在100ps至30ns之间.电子工程师们发现，静电放电多发生于人体接触半导体器件的时候，有可能导致数层半导体材料的击穿，产生不可挽回的损坏.静电放电以及紧跟其后的电磁场变化，可能危害电子设备的正常工作.2静电放电试验GB/T17626.2描述的是在低湿度环境下，通过摩擦使人体带电.带了电的人体，在与设备接触过程中就可能对设备放电.静电放电抗扰度试验模拟了两种情况：⑴设备操作人员直接触摸设备时对设备的放电，和放电对设备工作的影响；⑵设备操作人员在触摸邻近设备时，对所关心这台设备的影响.其中前一种情况称为直接放电（直接对设备放电）;后一种情况称为间接放电（通过对邻近物体的放电间接构成对设备工作的影响）.静电放电可能造成的后果是：⑴通过直接放电，引起设备中半导体器件的损坏，从而造成设备的永久性失效.⑵由放电（可能是直接放电，也可能是间接放电）而引起的近场电磁场变化，造成设备的误动作.3静电放电的模拟高压真空继电器是目前唯一能产生重复和高速放电波形的器件.线路中的150pF电容代表人体的储能电容,330 Q电阻代表人体在手握钥匙和其他金属工具时的人体电阻.标准认为用这种人体放电模型（包括电容量和电阻值）来描述静电放电是足够严酷的.从放电电流波形（标准规定是放电电极对作为电流传感器的2Q电阻接触放电时的电流波形）可以预见它含有极其丰富的谐波成分，因此它加大了试验的严酷程度.作为对静电放电发生器的校核（这是确保采用不同品牌放电发生器试验结果可比性与重复性的关键）,标准要求在4个不同电压下进行测量，其参数要满足下表的要求，测量中要用带宽至少为1GHZ勺示波器.静电放电波形参数（接触放电）8160.7 〜1 30 86120.7 〜1 22.5 6480.7 〜1 15 4240.7 〜1 7.5 2放电电流在60ns时的电流值（士30%）（A）放电电流在30ns时的电流值（士30%）（A）放电电流的上升时间tr（n s）放电电流的第一峰值电流（士10%）（A）试验电压（kV）静电放电试验有直接和间接两种.标准规定直接放电以接触放电为首选方式，只有在不能用接触放电的地方才改用气隙放电.对间接放电,标准中是用金属板来模拟被试设备附近的放电物体.由于是金属板, 对间接放电无一例外是采用接触放电为首选的放电方式.标准之所以用接触放电为首选的放电方式, 是因为经历了IEC61000-4-2 标准的前身IEC801-2 标准执行过程中暴露出来的不足.IEC801-2 标准以气隙放电为其唯一的放电方式, 标准执行中发现这种放电方式的测试结果重复性和可比性都比较差. 造成这种情况的主要原因是气隙放电的放电电流波形受制于下列因素:①放电电极接近被试设备的速度;②被测设备表面的形状对电极场强分布的影响;③环境（如温度, 湿度和气压）对放电的影响;④放电电压对放电电流波形频谱的影响（例如，8kV的放电电流上升时间典型值为1ns〜5ns;高于8kV的电流上升时间可能达到5〜30n s）.此外，在IEC801-2:1984标准中采用气隙放电为唯一放电方式，还和当时找不到合适的测量仪器有关（示波器的带宽还不足以观察到上升速率为1ns的波形）.气隙放电对测试结果带来的种种弊病，在1991年岀版的IEC801-2标准草案中得到改正，草案决定用接触放电为首选放电方式. 仍保留气隙放电作为对非导电性表面的设备（如塑料机箱, 或表面复有绝缘物的金属外壳）的试验方式.这种情况一直延续到IEC61000-4-2 标准的颁布.5 实验室的型式试验静电放电分实验室的型式试验和现场试验两种, 标准规定, 实验室的型式试验是设备鉴定和认证唯一采用的试验方式. 现场试验则受制于现场环境, 主要用于现场情况摸底, 而不能作为鉴定试验. 现场试验要征得用户和制造商双方一致同意后才能进行.I .试验配置由于静电放电的电流波形十分陡峭，前沿己经达到0.7〜1ns,其包含的谐波成分至少要达到500MHz以上, 因此试验室里试验配置的规范性是保证试验结果重复性和可比性的一个关键. 下图上海三基电子工业有限公司提供的台式与落地式两种设备的试验配置.①木制试验台1700 X 900 X 800mm①绝缘支座1100 X 800 X 100mm②参考接地板2700 X 1800 X 1.5mm②参考接地板2700 X 1800 X 1.5mm③垂直耦合板500X 500X 1.5mm ③垂直耦合板500X 500X 1.5mm④水平耦合板1600X 800X 1.5mm ④垂直耦合板支架500X 500X 1200mm⑤绝缘垫板1400 X 600 X 0.5mm⑤两端带470k Q电阻的连接线（一根）⑥两端带470k Q电阻的连接线（两根）静电放电试验的实验室配置可以由用户自行制作, 标准对此作岀了规定,归结起来有以下几点:⑴参考接地板采用0.25mm以上铜板或铝板（铝板易氧化，慎用）.如用其他金属，厚度至少是0.65mm以上. 参考接地板实际尺寸不限, 要求四周均超岀被试设备（指地面设备）或试验桌台面水平耦合板（用于台式设备）的每边0.5m以上.参考接地板要和试验室的保护接地线相连⑵水平耦合板（仅台式设备有）和垂直耦合板（后者有绝缘支架）的材料与参考接地板相同.两块耦合板各有一根两端接有470k Q电阻的电缆线与参考接地板相连，以便泄放试验中静电电荷.要求所用电阻有承受放电的能力; 整个电缆有绝缘保护, 避免与接地板短路.⑶对台式设备，在水平耦合板上覆一块0.5mm的绝缘薄板，要求试验中此板不明显积聚电荷.在台式设备试验中，水平耦合板至少比试品的每一边大岀0.1m.如试品太大，要么选用更大的试验台；要么选用两张同样的试验台来摆放试品, 桌面上的水平耦合板不必焊在一起, 而可以在两张桌子的并合处覆一块同样材质的金属，只要各压住每个桌面0.3m以上即可.但要求两张桌子的水平耦合板用电阻线分别与参考接地板相连.⑸所有连接线（包括参考接地板的接地电缆；耦合板上的带电阻的连接电缆；以及放电枪接到参考接地板上的接地回线等）都必须保持低阻抗的连接.⑹其他应注意的地方A. 在距试品1m以内应无墙壁和其他金属物品（包括仪器）.B. 试验中的试品要尽可能按实际情况布局（包括电源线，信号线和安装脚等等）.接地线要按生产厂的规定接地（没有接地线的就不接）,不允许有额外的接地线.C. 放电时，放电枪的接地回线与试品表面至少保持0.2m的间距，避免相互间有附加感应，影响试验结果.n.试验方法标准规定,凡被试设备正常工作时，人手可以触摸到的部位，都是需要进行静电放电试验的部位（这样的部位，除机壳以外，其他如控制键盘,显示屏，指示灯，旋钮，钥匙孔，电源线等都在考核范围内）.试验时，被试设备处在正常工作状态.试验正式开始前，试验人员对试品表面以20次/秒的放电速率快速扫视一遍，以便寻找试品的敏感部位（凡扫视中有引起试品数显跳动，动作异常迹象的部位，都作为正式试验时的重点考查部位，应记录在案，并在正式试验时应在其周围多增加几个考查点）.正式试验时，放电以1次/秒的速率进行（也有规定为1次/5秒的产品）,以便让试品来得及作岀响应.通常对每一个选定点上放电20次（其中10次是正的，还有10次是负的）.原则上，凡可以用接触放电的地方一律用接触放电.对有镀漆的机壳，如制造厂未说明是作绝缘的，试验时便用放电枪的尖端刺破漆膜对试品进行放电.如厂家说明是做绝缘使用时，则改用气隙放电.对气隙放电应采用半圆头形的电极，在每次放电前，应先将放电枪从试品表面移开，然后再将放电枪慢慢靠近试品，直到放电发生为止.为改善试验结果的重复性和可比性，放电电极要垂直试品表面.间接放电：①对水平耦合板,放电枪垂直地在离开试品0.1m处用接触放电方式进行放电.②对垂直耦合板,耦合板应放在离试品0.1m处，放电枪要垂直于耦合板一条垂直边的中心位置上进行放电.对试品垂直方向的四个面都要用垂直耦合板做间接放电试验6现场试验现场试验是设备在安装条件下进行的试验.通常是设备在现场受挫后，作为摸底，由制造商和用户协商后进行的试验.现场试验的布置，为了便于静电放电枪的接地回线电缆的连接，应将参考接地板铺设在地面上，并保持与试品及其系统0.1m的距离.参考接地板的材料和厚度都与实验室配置的要求相同.在条件允许的情况下，接地板的尺寸为0.3m x 2m.参考接地板与现场的安全地相连，或连接在试品及其系统的接地端子上.发生器的接地回线接在靠近试品及其系统放电点的参考接地平面上当试品及其系统安装在金属桌子上时，而金属桌子又未与现场的安全地连接时，则应将金属桌子通过一根两端带有470k Q的电阻线接到参考接地平面上，以防止静电积累.标准将试验等级分成四级：对接触放电分别设为2kV,4kV,6kV 和8kV;对气隙放电分别设为 2kV,4kV,8kV 和 15kV.试验等级的选择与环境因素有关 （环境越干燥，试验电压等级也越高）.但对一台具体的产品来说 ，往 往已在相应的产品族标准或产品标准中给岀 （连同试品的合格评定准则也一并给岀 ）.8标准点评①标准之所以用接触放电作为放电的首选方式 ②接触放电有着极其陡峭的上升时间 ，因此放电电流波形中包含了极其丰富的谐波成分较低的试验电压，也能取得比同样等级中电压较高的气隙放电有更加严格的测试结果 ,是因为接触放电的不确定因素较少,即使选择比。

标准解读—ESD静电放电抗扰度实验(IEC 61000-4-2) 静电放电(ESD) 是一种自然现象，当人体在地毯上摩擦时，积累的电荷可能达到很高的电压，并可能通过触摸门把手等金属物体释放，产生电流脉冲。

电子工程师们发现。

ESD多发生于人体接触半导体器件的时候，可能会导致数层半导体材料的击穿，产生不可挽回的损坏。

因此，静电放电抗扰度实验(IEC 61000-4-2)应运而生，旨在评估电气和电子设备在静电放电时的性能，确保其在ESD发生时能够正常工作。

静电放电抗扰度实验的目的是建立一个通用的、可重复的基础，以评估电气和电子设备在静电放电时的性能。

该标准不仅适用于商业电子产品，也适用于几乎所有产品中的高密度电子元件。

在进行静电放电抗扰度实验时，需要道循该标准的测试步骤和要求，包括测试设备的选择、测试环境的设置、测试样本的准备、测试结果的记录和分析等。

在静电放电抗扰度实验中，常见的测试方法包括空气放电和接触放电。

空气放电是指将电荷释放到空气中，通过空气电离产生的离子来模拟静电放电。

接触放电则是指将电荷直接释放到设备的表面上。

以模拟直接接触产生的静电放电。

静电放电抗扰度实验的标准解读中，还需要注意以下几点:1.测试结果的重现性:由于静电放电是一种随机现象，因此需要多次重复测试以获取可靠的测试结果。

通常要求至少进行10次以上的测试，以得到可重复的测试结果。

2.测试设备的精度:静电放电抗扰度实验需要使用高精度的测试设备，包括电荷发生器、示波器、电流探头等。

这些设备需要经过校准和维护，以确保测试结果的准确性和可靠性。

3.测试环境的影响:静电放电抗扰度实验需要在特定的环境下进行，包括温度、湿度、气压等因素的控制。

这些环境因素可能会影响静电放电的过程和结果，因此需要进行严格的控制。

4.被测设备的放置:在静电放电抗扰度实验中，被测设备需要放置在特定的位置和角度下进行测试。

这些位置和角度的选择需要根据设备的实际使用情况进行模拟，以获得更真实的测试结果。

医疗设备的ESD测试案例
医疗设备在操作过程中可能因人员带电或环境因素产生静 电，对设备的性能和安全性造成影响。
一家医疗设备制造商对其生产的心电图机进行了ESD测试 ，测试结果显示，在模拟人体接触和设备外壳接触的静电 放电条件下，该设备能够有效地抵抗静电干扰，保持正常 工作状态，为医疗诊断提供准确的数据。
定期进行ESD测试，以确保设备 在长时间使用过程中仍具备良好
的ESD抗扰性。
06
结论
ESd测试的重要性和必要性
1
保护电子设备
静电放电抗扰性测试(ESD测试)是评估电 子设备对静电放电干扰的抵抗能力的重 要手段，通过测试可以确保电子设备在 静电放电环境下正常工作，避免因静电 放电而损坏或性能下降。
05
ESd测试的挑战和解决方案
静电防护材料的选择
静电防护材料应具备高导电性、低电阻率，能够有效泄放静电荷，避免电荷积累。
材料的表面电阻和体积电阻应符合相关标准要求，以确保良好的导电性能。
静电防护材料应具备较好的机械性能，如耐磨、耐刮、耐腐蚀等，以适应各种使用 环境。
提高ESD抗扰性的设计建议
设备外壳和内部结构应采用静电防护材料，以减 少静电荷的积累和传导。
IEC标准规定了静电放电抗扰性测试的测试方法、等级和要求，为产品在研发、生产和应用过程中提供可靠的测 试依据。
ESd测试的等级和要求
接触放电测试要求
模拟人体接触产品时产生的静电 放电，通过接触产品表面进行放 电，测试产品对静电放电的抵抗 能力。
空气放电测试要求
模拟人体或物体在空气中产生的 静电放电，通过空气电场对产品 进行放电，测试产品对静电放电 的抵抗能力。
对未来ESD测试的展望
更加严格的测试标准

(6)
“POWER” 开关
此开关用于接通NS61000-2的主电源。 当此开关按入时，发生器的主电源接通，而且 相应的指示灯亮。
(7)
“SINGLE”：单次放电。
用于对测试仪工作方式的选择,按一次放 电枪的枪机,测试仪便放一次电。
(8)
“REPEAT”：重复放电。
用于对测试仪工作方式的选择。 按"INTERVAL"设定的间隔时间连续放电。 按下此开关,放电枪便一直放电，直至把枪 机放开为止。
气隙放电 放电电极的尖端要靠近被试设备表面来进 行放电。每次放电后，放电电极要从被试设备上 移开，然后才能再进行一次单次放电，直到规定 的放电次数结束。
静电放电实验
直接放电
间接放电
接触放电
空气放电
垂直耦合放电
水平耦合放电
对被试设备的直接放电 试验应在正常操作时，操作人员可能触摸到被试设 备表面上的点和面进行。试验电压由小到大逐渐增加， 最后增至所选定的严酷度等级。测试时采用单次放电。 每点10次，每次放电后要间隔1秒后再做另一次放电。 有时为了确定系统是否出错，间隔时间取得稍长一点。 对用于研究为目的的试验，有时可以将放电速率用到每 秒20次。放电中，放电枪要垂直于放电表面，这有助于 提高测试结果的再现性。 对被试设备的间接放电 对在被试设备附近的物体的静电放电，可以用测试 仪向耦合板的接触放电来模拟。耦合板与被试设备的每 一面 (包括前、后、左、右和下方、共五个面 )都是平 行放置的，间隔为0.1m。在每一面上用最敏感的极性 至少放电10次。另外，规定垂直耦合板的尺寸为 0.5×0.5m2。
被试设备要根据它的工作情况来连接，但被试设备与 实验室的墙壁和其它金属物体之间至少要离开1m。