ESD模拟器全波模型的仿真与验证

针对静电放电ESD测试结果的可重复性较差的问题,在CST中建立了ESD模拟器全波模型,从仿真的角度探讨解决静电放电测试可重复性问题的方法。通过放电电流对全波模型进行初步验证;对印刷电路板PCB进行静电放电测试,得到了电磁场耦合电压和电磁场耦合规律;建立了抗扰度测试平台和PCB的全波模型,结合ESD模拟器全波模型对PCB静电放电测试进行仿真。全波模型的建立和有效性的验证表明,在电磁场耦合规律上,测量和仿真可以相互验证,为ESD模拟器全波模型的实际应用提供了参考。

显示屏表面空气式静电放电实验特性

显示屏是人机交互的重要部件,当人体静电放电发生在显示屏表面时,有可能导致软硬故障。为了研究显示屏空气式静电放电实验特性,通过一个自制的装置对显示屏空气式静电放电电流和通过显示屏的位移电流进行了实验测量。研究发现:放电电流峰值随接近速度的增加而增加,上升时间随接近速度的增加而减小。在±10~±12kV电压范围,受电弧长度的影响,上升时间增大,电流峰值变小。随着测量点与放电点之间距离的增大,位移电流波形峰值减小、上升时间增大,正极性放电峰值更大且扩散范围更广,而负极性放电上升时间增大更加明显。由位移电流波形及其分布可以计算出电荷密度。电荷密度随距离放电位置距离的增大而减小。与正极性相比,尽管负极性放电电流峰值较低,但电荷密度较高,说明负极性放电具有造成更高等级损伤风险的危害。

对地空气式静电放电特性试验

为充分了解电子设备空气式静电放电(ESD)放电电流的特点,利用研制的带垂直导轨可调速ESD模拟器空气式ESD试验平台,在不同放电电压、不同放电极性和模拟器不同接近速度,针对对地空气式ESD进行了试验研究。试验结果表明,在一定电压范围内,放电电流峰值随放电电压的升高减小,同时上升时间随放电电压的升高而增大;模拟器接近速度越大,放电电流峰值越大,上升时间越小;在某些放电电压下出现多次波形。对地空气式ESD可与电子设备空气式ESD试验结果相互印证,为电子设备ESD损伤机制提供试验和理论基础。

静电放电对PCB轨线耦合的实验及仿真研究

印刷电路板(printed circuit board,PCB)易受到静电放电的危害,继而影响电子产品的正常使用。为了获得PCB的静电放电能量耦合规律,对简化的PCB进行静电放电测试。通过对PCB轨线上的耦合电压的测量,研究了放电位置、轨线特性及放电电压对静电放电电磁场耦合的影响。测试结果表明,放电位置、轨线宽度、长度和端接电阻会影响耦合电压的大小和变化趋势,放电电压和耦合电压呈现良好的线性关系。同时,根据在电磁仿真软件(compilation simulation technology microwave studio,CST-MWS)中建立的全波模型,从仿真的角度进一步论证了测试结果。研究结果对PCB电磁兼容设计具有一定指导意义。

可调速自控ESD模拟器空气放电稳定性分析及实验验证

空气放电是最常见的静电放电(ESD)形式,但由于其重复性低,相关标准中没有给出其放电电流的标准波形,这直接影响了对空气放电抗扰度实验的研究。ESD模拟器放电电极的接近速度是影响空气放电的电流波形重复性的主要原因之一。利用研制的带垂直导轨可调速ESD模拟器空气式静电放电实验平台,能够对ESD模拟器放电电极驱近速度进行精确控制。利用该平台与人手持ESD模拟器分别对电流靶和受试设备(EUT)进行了空气放电实验研究,结果表明,研制的实验平台由于实现了放电电极接近速度的精确控制,能够使放电电流波形达到较好的一致性。该装置将为电子设备静电放电抗扰度实验中空气放电实验的重复性提供一种解决方案。