電磁兼容靜電放電ESD試驗(yàn)常見(jiàn)解決方案

         靜電放電（ESD）是我們?cè)S多人每天遇到的常見(jiàn)現(xiàn)象，它是兩個(gè)不同電位（或電荷）物體之間突然的電能流動(dòng)，ESD本質(zhì)上是一個(gè)非常小規(guī)模的閃電，就像閃電一樣，電能將試圖找到一條低阻抗的接地路徑，以平衡電位，任何走過(guò)鋪著地毯的地板并碰到金屬門(mén)把手的人都可能感覺(jué)到甚至看到從他們的手到金屬門(mén)把手的小火花跳躍。

        另一個(gè)非常常見(jiàn)的事情是離開(kāi)汽車(chē)并觸摸接地路徑，值得注意的是，人體僅對(duì)大于2000-3000伏的靜電放電敏感，但在現(xiàn)實(shí)生活中可以容易地產(chǎn)生更高的電壓，雖然在大多數(shù)情況下這種現(xiàn)象除了意外的震動(dòng)和一點(diǎn)點(diǎn)不適之外對(duì)人類(lèi)沒(méi)有危害，但我們的電子設(shè)備可能會(huì)受到更嚴(yán)重的影響，電氣產(chǎn)品的靜電放電測(cè)試的目的是評(píng)估它們承受這些事件的能力。

靜電放電常見(jiàn)的EMC合規(guī)性問(wèn)題和解決方案

      當(dāng)靜電放電電流通過(guò)電子設(shè)備時(shí)，它將試圖找到低阻抗接地路徑，雖然在某些情況下這可能是通過(guò)設(shè)備的底盤(pán)，但是電流通過(guò)敏感的電子電路以足夠的能量長(zhǎng)久損壞集成電路（IC），晶體管，二極管等組件在某些情況下并不罕見(jiàn)無(wú)源元件，如高精度電阻器，靜電放電還可以產(chǎn)生局部但強(qiáng)烈的電磁場(chǎng)，其可以耦合到附近的電路中并破壞信號(hào)。

減輕靜電放電現(xiàn)象影響的一些常用方法包括：

1.絕緣

2.正確接地

3.抑制/過(guò)濾

4.電隔離

5.固件

6.絕緣

        小化ESD對(duì)器件的影響的一種常見(jiàn)且有效的方法是首先停止發(fā)生放電，使用具有高擊穿電壓的塑料以及可觸摸點(diǎn)和導(dǎo)體之間的足夠間隔可以提供足夠的絕緣以防止發(fā)生ESD事件。絕緣對(duì)于諸如開(kāi)關(guān)，LED，旋轉(zhuǎn)控制器，顯示器和連接器屏蔽等薄弱環(huán)節(jié)是有效的，通常會(huì)損害外殼的完整性，在某些情況下，整個(gè)電路或電路部分可以封裝在灌封化合物中，例如樹(shù)脂或硅樹(shù)脂。

1.正確接地

      與不提供ESD電流路徑的絕緣不同，正確接地允許低阻抗接地路徑，金屬連接器護(hù)罩和螺釘應(yīng)與金屬底盤(pán)保持低阻抗連接，而金屬底盤(pán)又應(yīng)通過(guò)低阻抗連接與保護(hù)接地或功能接地連接。這允許電能找到通往地面的路徑而不通過(guò)敏感電路。如果產(chǎn)品是雙重絕緣的或者不使用接地布置但是在具有多個(gè)其他接地路徑的系統(tǒng)中，即通過(guò)同軸屏蔽到其他設(shè)備，則這可能是復(fù)雜的。

2.火花隙/氣體放電管(GDT)

      氣體放電管和其他火花隙裝置通過(guò)將電流傳導(dǎo)到地而充當(dāng)瞬態(tài)抑制裝置，有效地產(chǎn)生短路，在高壓尖峰的情況下，通常不導(dǎo)電的氣體（或在具有暴露電極的簡(jiǎn)單火花隙的情況下的空氣）被電離，允許電流通過(guò)裝置的端子之間的間隙傳導(dǎo)。與其他瞬態(tài)電壓抑制器相比，GDT需要相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)觸發(fā)，在電流通過(guò)電極之間的電離氣體/空氣傳導(dǎo)到地之前，GDT或火花間隙允許500V或更高的脈沖通過(guò)未抑制的情況并不罕見(jiàn)。氣體放電管更常用于較慢的上升時(shí)間浪涌瞬變，例如交流電源浪涌。

3.抑制/過(guò)濾

      可以使用瞬態(tài)抑制組件和/或?yàn)V波器網(wǎng)絡(luò)來(lái)減輕ESD事件，瞬態(tài)抑制組件包括但不限于瞬態(tài)電壓抑制（TVS）二極管，電容器，可變電阻器/電壓相關(guān)電阻器（變阻器/ VDR）和濾波器網(wǎng)絡(luò)。這些組件通過(guò)對(duì)突然過(guò)壓條件作出反應(yīng)而工作，并且應(yīng)盡可能靠近ESD電流進(jìn)入點(diǎn)，而不是受保護(hù)的電路（或電路的一部分）。

4.電流隔離

      電流隔離是允許信號(hào)通過(guò)的電路分離，但消除了雜散電流，實(shí)現(xiàn)電流隔離的常用方法包括但不限于變壓器（耦合感應(yīng)/磁性），光隔離器（耦合光電），電容器（塊DC但允許AC通過(guò)）和霍爾效應(yīng)傳感器（感應(yīng)/磁耦合）。

5.固件

      在某些情況下，設(shè)備固件的更改足以使其在ESD事件后自行恢復(fù)，在設(shè)備的處理器崩潰的情況下（由于ESD事件），看門(mén)狗定時(shí)器（WDT）將重置處理器。這實(shí)際上可以使其恢復(fù)到原始狀態(tài)，使得操作中的故障可自行恢復(fù)。在其他情況下，固件可以幫助阻止設(shè)備發(fā)生故障，寄生復(fù)位（當(dāng)處理器的復(fù)位引腳由于ESD事件而錯(cuò)誤地讀取高電平時(shí)）或阻塞狀態(tài)可由固件管理。通常，這種解決方案與濾波器結(jié)合使用，濾波器將有效信號(hào)與短ESD事件區(qū)分開(kāi)來(lái)。

      在設(shè)計(jì)電路時(shí)，重要的是要記住這些不同的技術(shù)，不同類(lèi)型的設(shè)備和電路布局將受益于不同的技術(shù)，并且通常存在多種解決方案，為了在靜電放電測(cè)試期間實(shí)現(xiàn)EMC兼容性，將需要多種靜電緩解技術(shù)。