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静电放电产生的电磁骚扰
作者:  日期:2016-07-14  浏览次数:1957次  来源:
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       国家标准是这样定义的:“静电放电:具有不同静电电位的物体互相靠近或直接接触引起的电荷转移”,一般用ESD表示。ESD会导致电子设备严重损坏或操作失常,半导体专家以及设备的用户都在想办法抑制ESD。ESD能量的传播有两种方式:放电电流通过导体传播或激励一定频谱宽度的脉冲能量在空间传播。

       什么是静电放电?处于不同静电电位的两个物体间静电电荷的转移就是静电放电。这种转移方式有多种,如接触放电、空气放电。苏州泰思特EDS 20H、EDS 16H是最先进的手持式静电放电发生器,也是中国第一款自主研发生产的手持式静电放电模拟器。依照 EN/IEC 61000-4-2 等要求精确地模拟静电放电脉冲干扰,根据人体工程学设计,无额外的机箱,可用电池和电源适配器供电。

       一般来说,静电只有在产生静电放电时,才会对元器件造成伤害和损伤,如人体带电时只有接触金属物体或与他人握手时才会有点击的感觉。

       当两个物体接触时,其中一个趋于从另一个吸引电子,因而二者会星辰不同的充电电位。物体通过摩擦或感应积累电量。摩擦起电是一个机械过程,依靠相对表面移动传送电量。传送的电量取决于接触的次数、表面粗糙度、湿度、接触压力、摩擦物质的摩擦特性以及相对运动速度,一个人或一辆车所带电量额电压值很大程度上由它们的电容决定。

       静电放电在一个对地短接的物体暴露在静电场中时产生。两个物体之间的电位差将引起放电电流,传送足够的电量以抵消电位差,这个高速电量的传送过程即为ESD,在这个过程中,将产生潜在的破坏电压、电流以及电磁场。

       与ESD相关的EMI能量上线频率可以超过1GHz,取决于电平、相对湿度、靠近速度和放电物体的形状,在这个频率上,典型的设备电缆甚至印制板上的走线会变成非常有效的接收天线,因而,对于典型的模拟或数字电子设备,ESD倾向于感应出高电平的噪声。

       在ESD中,波源附近的电磁场常显示出以下的趋势:当电压相对来说比较低时,脉冲窄并且上升沿陡,随着电压值增加时,脉冲变成具有长拖尾的衰减振荡波。

       ESD场的研究采用解析分析的方法,它是基于一个简单的电偶极子模型,电火花模型华为带电的、短的、与时间相关的线性源,位于无限大的低平板上。辐射场是由两个因素决定的:瞬态电流的值以及它的上升时间。其中一个因素可能比另一个更显著,这取决于观测点的位置是在ESD火花的近场区还是在远场区。

       电磁倾向于激励高阻天线和电压敏感性电路,因而可以通过使某些潜在天线的阻抗变小而使这种激励减小。但这样可能增强磁场骚扰,因为磁场比电场更容易穿透低阻抗屏蔽。磁场容易激发孔洞和缝隙泄露,最容易被低阻天线特别是电路回路接收,因而避免使用回路是一条号的设计导则,但因为回路很难识别,不使用回路难以实现。

       解析分析显示ESD近场是磁场,磁场直接依赖于ESD电流,因此可以预测最大的场强与最大的电流电平有关。磁场的远场与电场一样,依赖于对时间的导数,因而具有低电平、高速上升沿的ESD放电火花将对周围的设备产生最大的骚扰。

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