静电放电抗扰度试验温湿度条件优化方法

为了更好的研究静电放电机理,开发了一种模拟静电荷集聚和消散过程的实验系统(专利号:ZL 2023 10005367.1);通过试验发现,温湿度对于静电荷的消散过程影响显著。在静电放电测试标准IEC 61000-4-2规定的试验温湿度范围内,不同温湿度对应的静电荷消散曲线差异很大,这很有可能损害静电放电试验结果的可重复性以及可复现性。通过实验数据,并结合前期工作已确认的只有温度对最大击穿距离影响较大的结论,本工作建议调整温湿度条件以提高静电放电试验结果的可重复性和可复现性,并给出推荐的温湿度范围。

医用电气设备静电放电(ESD)抗扰度试验分析

本文介绍了静电放电(ESD)的形成机理、放电模型以及耦合方式,创新性地从静电放电(ESD)耦合路径入手,对静电放电(ESD)的干扰机理和抑制对策进行研究。根据电磁兼容(EMC)中静电放电(ESD)的理论研究和试验方法,针对耦合路径设计整改对策,确保整改对策的有效性和可复现性,以此提高静电放电(ESD)整改成功率。

NiCr薄膜换能组件静电放电响应分析与防护

目的 针对NiCr薄膜换能组件易受到人体静电干扰的问题,提出一种分析其静电放电响应特性的方法,并设计一种基于瞬态电压抑制(TVS)二极管的静电防护方案,提高其抗静电干扰的能力。方法 基于理论分析和COMSOL多物理场仿真软件,构建NiCr薄膜换能组件的静电放电模型,研究其在人体静电环境下的响应特性,并设计TVS二极管作为防护措施。结果 通过研究NiCr薄膜换能组件的静电响应特性,得到了其桥区温度及温度分布。结果显示,采用TVS二极管的静电防护设计能显著降低静电干扰,并表现出优异的防护效果。结论 在人体静电放电环境下,NiCr薄膜换能组件的桥区长度对温度无显著影响,但桥区温度随宽度和厚度的增加而降低。仿真和实验结果的峰值电流误差在2.5%以内,且峰值电流降低了40%,验证了TVS二极管在静电防护中的有效性,有助于提升NiCr薄膜换能组件的可靠性与安全性。

静电放电模拟器近区辐射电场的测量研究

静电放电(ESD)是电磁兼容领域的关键测试项目。为在近区获得更多可供参考的ESD辐射电场实测数据,建立了ESD辐射电场测量系统,测量并研究了四个厂家的主流ESD模拟器在接触放电模式下产生的辐射电场。实验结果表明,不同试验等级ESD辐射电场波形参数与IEC 61000-4-2:2008中的参考值一致,测量结果准确;在严格控制实验条件的情况下,电场峰值和上升时间的重复性可以得到保证,且电场峰值的重复性优于上升时间的重复性;不同型号的ESD模拟器在电流波形都符合IEC 61000-4-2:2008限值的情况下,辐射电场的波形存在更大差异,早日实现ESD辐射电场的准确、可靠测量并规范其测量方法及其限值十分必要。

带电器件模型静电放电等效仿真电路与计算分析

带电器件模型(CDM)静电放电描述的是器件自身出现静电感应带电进而形成静电放电冲击的过程,是航天器电子产品地面电装/装联过程中面临的主要静电放电风险之一。针对CDM静电放电开展等效电路模型研究与设计,对其充/放电原理及发生过程进行分析;对该等效电路模型进行理论、实验与仿真研究,考察各参数对静电放电波形特性的影响。比对验证表明,等效电路的放电波形与标准波形具有较高的一致性:CDM静电放电表现为上升沿为百ps量级、最大峰值电流为数A量级、正/负周期多次振荡的冲击信号;器件自身等效电容越大则冲击脉冲越强,通路电阻也会明显改变静电冲击波形样态。地面操作中应充分考虑CDM静电放电风险,采取措施降低静电放电对电路和器件可能造成的损伤。

电子设备静电放电防护技术分析及案例研究

科学技术与集成电路工艺的发展,使电子设备性能不断增强、集成度越来越高的同时也使其更加敏感,由静电放电引起的危害也越来越多,严重影响设备的可靠性与安全性。首先阐述了静电放电产生原因及时间短、频谱宽等特点,并对静电放电国内相关标准、要求、参数与干扰原理、途径进行了简单解析。然后对生活中的静电放电值及常用的防护方法、防护原理进行了介绍。最后针对某摄像头产品在静电放电试验中发生的故障现象结合以往经验,进行故障定位与分析,从并联防护器件TVS、更换具有屏蔽性能的柔性线缆、通过螺丝孔进行有效搭接以减小环路阻抗等方面给出具体的整改措施,并通过试验验证了措施的有效性。最终给出了引发故障的结论与相关建议,供相关设计人员参考。

IC静电放电瞬态场测试系统校准方法探讨

随着集成电路的集成度呈几何级数增长和高分子材料的广泛应用,集成电路静电放电(ESD)危害越发严重。据估计,仅美国每年因此造成的损失就高达100亿美元。为了降低研发成本、减少周期时长,把电磁兼容(EMC)测试提前到了集成电路阶段进行,各测试仪器开发商研发了多种ESD瞬态场抗扰度测试系统,因其具有设备小巧、价格便宜、操作简单等优点而受到热捧,但相关的计量校准研究很少。介绍了测试系统的工作原理,提出采用标准传感器和矢量网络分析仪测量瞬态电磁场强度的校准方案。详细论述了校准原理和参数计算方法,并进行了校准验证,测量结果重复性最好可达0.3 dB。

基于分流器法和罗氏线圈法的静电放电电流测量一致性研究

本文旨在研究不同测量接入方式对静电放电电流测量的一致性,在分析静电放电电流的测量方法的基础上,着重阐述了分流器法和罗氏线圈法的测量原理,对其静电放电电流的测量进行了比对分析。试验表明:两种方法的静电放电电流测量一致性较好,对提高静电放电的防护性能,研究静电放电电流的精确测量具有重要的实际意义。

静电放电防护材料在汽车行业的应用技术

静电放电(Electrostatic Discharge, ESD)涉及不同静电势物体间的静电转移。静电放电可能引发电磁干扰、芯片击穿、电子设备故障或错误指令,从而影响驾驶安全。全面分析了ESD防护材料在汽车行业的应用技术,提出了ESD防护材料及包装防护材料的一般要求,旨在提升汽车零部件产品包装的研发水平。

线路保护设备静电放电的防护措施研究

研究了线路保护设备静电放电的防护措施。通过实验探究了不同电压等级、放电位置、电压极性对静电放电的影响,并对比了多种条件下的静电放电效果,还特别研究了在无接地、有接地状态下,以及使用TVS管、磁环或稳压二极管等防护器件时各端口出现的静电放电波形变化。研究发现,应用的防护器件能有效抑制静电放电,其中,TVS管的防护能力优于磁环和稳压二极管。这些防护器件能显著提高设备在面对静电冲击时的可靠性和安全性。

功率金属-氧化物半导体场效应晶体管静电放电栅源电容解析模型的建立

在实际静电放电测试时,发现各种功率金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的静电放电测试结果均呈现出正反向耐压不对称现象,而人体与器件接触时的静电放电过程是不区分正反向的.正反向耐压差异较大对于功率MOSFET或作为静电放电保护器件来说都是无法接受的,其造成器件失效的问题格外凸显.本文通过建立SGT-MOSFET,VUMOSFET和VDMOS在静电放电正反向电压下的栅源电容解析模型,对比分析了三种功率MOSFET器件静电放电正反向耐压不对称及其比值不同的原因,为器件的静电放电测试及可靠性分析提供了理论依据.

面向芯片静电放电问题的射频集成电路防护系统设计

旨在解决传统射频电路防护系统中存在的抗干扰能力不足和漏电量较大等问题,设计了一种可在静电放电保护的同时维持电路综合性能的射频集成电路防护系统。该系统包含一种改进式双结构电源钳位电路(两种类型化电路),利用综合控制电路和释放电路来处理静电放电脉冲。此外,选择超宽带低噪声放大器作为射频电路基体,并通过噪声相消技术对其进行改进,设计了噪音相消式超宽带低噪声放大器,通过精准检测并消除第一级金属氧化物半导体晶体管的沟道电流热噪声,实现信噪比的提升。仿真结果显示,所研究设计的双结构电源钳位电路在10,50和100 ns这三个快速上电时间均未出现误触发情况。其在输入匹配、输出匹配、增益和噪声系数方面表现出色,尤其是噪声系数在2.89~4.05 dB之间,增益在16.35~16.85 dB之间,功耗为2.1 mW,且寄生效应相对较小。由此可见,该防护系统不仅显著提升了电路的防护能力,还确保了电路的整体性能,为高性能与高防护能力的电路设计提供新的思路。

关于静电放电抗扰度试验新老版本标准的比对与分析解读

国家标准GB/T 17626.2—2018/IEC 61000-4-2:2008《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》为现行有效标准,发布日期是2018年6月7日,实施日期是2019年1月1日,替代上一版本GB/T 17626.2—2006/IEC 61000-4-2:2001《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》,与GB/T 17626.2—2006/IEC 61000-4-2:2001《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》比较发现有以下几个方面的变化:试验发生器、试验布置、试验发生器的校验程序及测量不确定度、试验电压波形、增加术语(校准、符合性测试、上升时间、验证)、试验等级描述及其他测试过程中的注意事项。该文从设备本身的技术参数要求、测试现场布置、使用标准器件校准等方面进行比对,并分析其改变的原因。

空气式静电放电的实验分析

针对国际电工委员会标准IEC 61000-4-2静电放电抗扰度试验方法存在的问题,对空气式静电放电进行实验研究。利用新型静电放电(ESD)模拟测试系统,在较宽范围的电压电平下,用数字存储示波器对放电电流的上升时间、峰值、自制金属半圆环天线上的耦合电压峰-峰值进行测量。测量结果的分析表明:不同空气湿度下的ESD特性存在着明显的差别,湿度越低,放电电流峰值和耦合电压越大;在放电电压一定的情况下,放电电流峰值和耦合电压基本上随着电极接近速度的提高而增大,只是在各个不同的接近速度上,变化速率是不一样的,接近速度对高电压放电时的影响要比对低电压放电时的影响大。

石化聚烯烃粉体静电放电研究前沿在安全专业课程教学中的融合探索

石化聚烯烃粉体静电放电对生产安全存在巨大威胁,其前沿研究瞄准点火的根源,致力于消除荷电粉体静电放电,对石化产业安全稳定生产具有重要意义。安全科学与工程专业在本科生的培养过程中,理论知识与学术研究前沿的融合,对于学生更好地理解理论基础、建立科研思维具有重要作用。本文以安全专业课程《电气安全》静电防护章节课堂教学为例,介绍聚烯烃静电放电防护技术研究前沿在教学中的融合探索。主要内容包括关键科学问题的提出、课堂案例学习和课堂反馈等。本课程教学模式的探索可为安全专业教学提供参考。

静电放电抗扰度试验中放电电压对放电参数的影响

针对静电放电(electrostatic discharge,ESD)抗扰度测试中存在的重复性问题,利用建立的ESD模拟测试系统,试验研究了接触式静电放电和非接触式静电放电(又称空气式静电放电)这2种放电模式下的放电参数,比如放电电流、上升时间、半圆环天线上的耦合电压等随放电电压的变化关系。结果表明:接触式静电放电模式下,放电参数与放电电压呈现很好的线性关系,放电参数随着放电电压的增大而呈现增大趋势,基于这种线性关系建立了ESD模拟器的严酷度模型;非接触式静电放电模式下,放电参数与放电电压关系复杂,当放电电压较低时,放电电流和耦合电压随着放电电压的增大而呈现增大趋势,上升时间最初基本保持不变,随后也呈现增大趋势,当放电电压增大到一定值时,随着放电电压的进一步增大,放电参数呈现下降趋势。上述结果说明,放电电压在静电放电抗扰度试验中起着重要作用,在进行电子设备的静电放电抗扰度试验时,既要注重放电模式的选择,又要注重所选放电模式下放电电压的使用范围。

传输线理论分析静电放电电流

传输线理论分析了静电放电(ESD)发生器的放电过程,时域有限差分法(FDTD)模拟了放电电流,得到与IEC61000-4-2标准相符合的电流波形,并对影响电流波形的关键因素进行讨论。结果表明,静电放电发生器中电阻和连接线长度影响电流波形的上升时间;连接线的布置影响着电流波形的平滑性;不同的终端负载也对电流峰值有很大影响。该结论为静电放电发生器的设计提供了参考和建议。

静电放电辐射场模拟及干扰预测

为了深入研究静电放电(ESD)过程及其辐射场情况,解决实验测量数据重复性差、近场辐射场特性难以观测等问题。通过电磁仿真与实验相结合的方法建立ESD模拟器3维电磁模型,验证分析对水平耦合板放电的辐射场特性和受试设备(EUT)的耦合电压特性。研究发现:对水平耦合板放电的辐射场在放电点有最大电场强度,且电场强度随着与放电点距离的增加而呈现先快后慢的衰减。3维电磁仿真结果表明:ESD辐射场主要通过EUT壳体表面的缝隙和接口耦合到设备内部,耦合电压与测试结果一致。因此在电子设备设计阶段可利用该3维电磁模型对其内部抗扰度进行验证,从而降低电子设备抗干扰研发成本,提高设备ESD抗扰度测试过关率。

TVS二极管标称参数与静电放电防护能力研究

通过搭建ESD测试系统,测量TVS二极管的ESD防护性能,比较其标称参数与ESD防护性能之间的关系。结果表明,TVS二极管的反向击穿电压在一定程度上能够反映ESD防护能力,反向击穿电压与ESD峰值电流、ESD钳位电压呈线性关系,标称钳位电压略低于实际ESD钳位电压,而其他标称参数与ESD防护能力关联较小。标称参数难以全面反映器件的ESD防护能力。

基于微弱静电放电信号探测飞行目标

随着军事技术的发展,对隐身飞机的探测需求日益增加。依据飞行目标在飞行过程中难以避免的放电现象,设计一套利用微弱静电放电信号探测飞行目标的技术。实验证实飞行器上安装的静电放电器可将剧烈的电晕放电转变成柔和稳定的"雨淋脉冲"放电,放电辐射的峰值功率下降约40dB。进一步采用匹配滤波二值法提高系统探测能力,根据实验和仿真计算,对-30^-10dBW的微弱放电辐射信号探测距离可达5.06~50.6km。