Електростатичен разряден пистолет за тест за съответствие с EMC в множество полета

Резюме
Електростатичният разряд е най-често срещаният източник на преходни електромагнитни смущения за електронни и електрически продукти. Като основен изпълнителен компонент на теста за устойчивост на електростатичен разряд, формата на изходната вълна, точността на параметрите и стандартната процедура на електростатичния разряден пистолет директно определят валидността на резултатите от теста за електромагнитна съвместимост. GB/T 17626.2 в Китай и международните стандарти IEC/EN 61000-4-2 са основните спецификации за ESD тестване на общо електронно оборудване. Конвенционалните тестови инструменти страдат от сложна конфигурация на стандартните параметри, лоша съгласуваност на формата на вълната и недостатъчна адаптивност към различните индустрии. В тази статия се разглежда... LISUN ESD61000-2 генератор на електростатичен разряд като обект на изследване. Инструментът е предварително инсталиран с пълни вътрешни и международни стандартни процедури за изпитване. Поддържащият електростатичен разряден пистолет поддържа извикване с едно щракване на предварително зададени параметри за ниво на тежест, с изходно напрежение в диапазона от 0.1 kV до 30 kV. Оборудван със сменяеми RC модули и многоспецифични разрядни електроди, той отговаря на изискванията за ESD съответствие за четири основни сектора, включително потребителска електроника, автомобилна електроника, индустриален контрол и медицински устройства. Тази статия разглежда логиката на стандартизираната процедура и основните технически показатели на оборудването, прилага сравнителна таблица с параметри за цялата серия и разработва диференцирани схеми за изпитване на електростатичен разряден пистолет за различни индустрии, предоставяйки практически насоки за избор на ESD тестово оборудване и внедряване на стандартизирани тестове в научноизследователски и развойни лаборатории на предприятия и институции за изпитване на трети страни.

Въведение

Съвременните електронни устройства интегрират чипове, сензорни екрани и високоскоростни комуникационни интерфейси, чиято толерантност към електростатични импулси с високо напрежение непрекъснато намалява. Статичното електричество, генерирано в сухи среди, при триене с хора и контакт с материали, може да достигне десетки хиляди волта. Моменталното разреждане лесно води до повреда на оборудването, загуба на данни и трайна повреда на полупроводникови компоненти. Следователно, тестът за устойчивост на електростатичен разряд е задължителен основен елемент за сертифициране по CCC, CE и автомобилни компоненти.

GB/T 17626.2 е идентично заимстван от IEC/EN 61000-4-2, който унифицирано определя формата на вълната, режимите на разреждане, нивата на напрежение и изискванията към тестовото приспособление на електростатичния разряден пистолет. Той разграничава два основни режима на изпитване: контактен разряд и въздушен разряд, и разделя нивата на тежест от 1 до 4, обхващащи повечето граждански и промишлени електронни продукти. Автомобилната електронна индустрия допълнително отговаря на GB/T 19951 (ISO 10605), който изисква по-високо напрежение на разреждане и специални RC мрежи. Медицинските изделия следват медицинските спецификации за електромагнитна съвместимост, които налагат строги ограничения върху стабилността на оборудването по време на изпитване.

Традиционните прости устройства за електростатично разреждане нямат вградени стандартни процедури. Операторите трябва ръчно да въвеждат параметри като напрежение, време на разреждане, интервали и полярност, което води до висок праг на работа и риск от човешка грешка. Еднотипните електроди за разреждане не отговарят на изискванията както за общо тестване на електроника, така и за автомобилни компоненти. Насочвайки се към тези проблемни точки в индустрията, LISUN ESD61000-2 Генераторът за електростатичен разряд от серията 5 е оборудван със стандартизиран пистолет за електростатичен разряд, който предварително съхранява пълните тестови потоци по GB/T 17626.2 и IEC/EN 61000-4-2, за да поддържа извикване на предварително зададени стандартни параметри с едно щракване. Разширените модели са адаптирани към специални тестови стандарти за автомобилна електроника, а пълните тестови устройства са съгласувани, за да се реализират еднократни тестове за съответствие с ESD за множество индустрии. В комбинация с оригинални технически документи, този документ систематично анализира архитектурата на процедурата на оборудването, параметрите на производителност и схемите за внедряване в индустрията.

Стандартизирана тестова система на електростатичен разряден пистолет и ESD61000-2 Генератор

Принцип на основното изпитване на електростатичен разряден пистолет
Пистолетът за електростатичен разряд служи като крайна изпълнителна част на генератора за електростатичен разряд. Вътрешността му е интегрирана със стандартна разрядна мрежа 330Ω/150pF. В сътрудничество с високоволтовия модул на основното устройство, той генерира високоволтови импулси с наносекундни нарастващи фронтове, чието време за нарастване на импулса се контролира в рамките на 0.6~1ns, за да се спазят напълно ограниченията на формата на вълната, определени от GB/T 17626.2. Инструментът е оборудван с два основни типа електроди: електрод с остър връх за контактен разряд, който директно удря металния корпус и интерфейсните контакти на оборудването; електрод с кръгъл връх за въздушен разряд, който прекъсва въздушната междина на изолирания корпус, за да симулира разряд, причинен от човешка близост. ESD61000-2Моделът C е допълнително оборудван с електрод с голям кръгъл връх Φ30 мм, за да отговаря на изискванията за автомобилни тестове по ISO 10605.

Тестовете са разделени на директен разряд и индиректен свързващ разряд. Хоризонталните и вертикалните свързващи пластини се използват за симулиране на електростатични смущения от околните обекти. Целият тестов поток, напреженията, предавките и времената за разряд могат да бъдат заредени с едно щракване чрез вградени стандартни процедури на основното устройство без ръчно преобразуване на параметри, което осигурява сравнимост и повторяемост на тестовите данни за различни оператори и партиди проби.

Стандартни процедури с едно щракване, вградени в GB/T 17626.2 / IEC/EN 61000-4-2
LISUN ESD61000-2 Главното устройство е оборудвано с превключващ между китайски и английски LCD дисплей, с пълна вградена библиотека от местни и международни стандартни тестови процедури. Пистолетът за електростатичен разряд поддържа както ръчен, така и автоматичен режим на задействане, като са изброени четири основни предварително зададени процедури, както следва:

• Режим на стандартно ниво по IEC: Предварително запаметени пълни параметри от ниво на тежест от 1 до 4, контактен разряд при 2/4/6/8kV, въздушен разряд при 2/4/8/15kV, автоматично съчетаване на редуващи се положителни и отрицателни полярности, стандартен интервал на разреждане от 1 s и 10 разряда на тестова точка, стартиране с едно щракване след включване;

• 20PPS режим на бързо сканиране: Непрекъснато разреждане 20 пъти в секунда за бързо сканиране на корпуси, бутони и интерфейси на оборудването, бързо локализиране на електростатично чувствителни слаби точки, подходящ за отстраняване на неизправности в прототипи на научноизследователска и развойна дейност;

• Програмируем персонализиран режим: Поддържа съхранение на специфични за индустрията параметри, като например ISO 10605 за автомобилна електроника и YY 9706.102 за медицински устройства, множество тестови схеми могат да бъдат запазени и директно извикани за последващи тестове;

• Режим на стареене с броене на цикли: Времето за разреждане е регулируемо от 1 до 9999, интервалите на разреждане са свободно задавани от 0.05 s до 99.99 s, прилага се за дългосрочна проверка на електростатична надеждност на продуктите.

Главното устройство е оборудвано с RS232 и USB комуникационни интерфейси, които могат да бъдат свързани към автоматични тестови системи за извършване на напълно автоматични циклични тестове с електростатичен разряден пистолет, автоматично записване на явленията на повреди в оборудването и опростяване на съставянето на EMC доклади.

Сравнителна таблица на основните технически параметри за пълно ESD61000-2 Серия
Таблица 1 Ключови технически параметри на LISUN ESD61000-2 Серия генератори за електростатичен разряд

Както е показано в таблицата по-горе, основните ESD61000-2 Моделът, съчетан с електростатичен разряден пистолет, може да отговаря на стандартните тестове ниво 4 на GB/T 17626.2 за общи продукти като мобилни телефони, домакински уреди и малко промишлено контролно оборудване. Моделът за високо напрежение 2A се адаптира към строги сценарии за високоволтови тестове на високомощно промишлено оборудване. Моделът 2C оптимизира електродите и RC аксесоарите за автомобилни компоненти, съчетан с електростатичен разряден остров ESD-FCP и е съвместим както с общите, така и с автомобилните стандарти. Електростатичният разряден пистолет на трите модела е взаимозаменяем, което намалява разходите за закупуване на лабораторно оборудване и оперативна поддръжка.

Оригиналната фабрика предоставя калибровъчен доклад, акредитиран от CNAS от трета страна. Изходната форма на вълната на оборудването стриктно отговаря на стандартните ограничения. Вземайки за пример 8kV директен разряд, пиковият ток е 29.40A, а времето на нарастване на импулса е 0.89ns. Грешката на повторяемост на формите на вълната на положителното и отрицателното напрежение е по-малка от 5%, а данните от изпитванията са валидни за признаване на лабораторна квалификация.

Схеми за адаптиране на тестовете за съответствие с EMC на електростатичен разряден пистолет за множество индустрии

Индустрия на потребителска електроника (мобилни телефони, таблети, устройства за интелигентен дом, носими устройства)
Корпусите на мобилни телефони, смарт часовници, малки домакински уреди и друга потребителска електроника са изработени предимно от пластмасови и стъклени изолационни материали, докато металните средни рамки и интерфейсите за зареждане са проводими зони. Националните стандарти изискват ESD тестове ниво 4: 8kV контактен разряд и 15kV въздушен разряд. Лабораториите избират основните ESD61000-2 модел, извикайте предварително зададена процедура с едно щракване по IEC ниво 4, сменете стандартния кръгъл електрод на електростатичен разряден пистолет, за да извършите въздушен разряд върху екрани и пролуки в корпуса, и използвайте остър електрод за контактен разряд върху метални средни рамки и USB интерфейси. Изградена е цялостна тестова платформа със стандартната електростатична тестова маса ESD-DESK. След тестване, функциите на оборудването се оценяват като нормални или не според стандарта Клас A/B/C/D, което е основно звено в EMC сертификацията преди пускането на продукта на пазара.

Автомобилна електроника (централно управление на превозни средства, сензори, BMS, автомобилни камери)
Автомобилните компоненти се поставят в сухи и затворени кабини за дълго време с по-висок електростатичен риск, които трябва да отговарят на двата стандарта GB/T 17626.2 и GB/T 19951 (ISO 10605), с максимално тестово напрежение до 30kV. ESD61000-2За избор на оборудване се препоръчва C. Сменете големия кръгъл електрод Φ30 мм на електростатичен разряден пистолет и монтирайте автомобилната свързваща плоча за електростатично поле ESD-FCP, извикайте вградената специална тестова процедура за превозни средства, задайте дългоцикличен разряд, за да симулирате екстремни сухи работни условия на цели превозни средства, и проверете устойчивостта на кабелните снопове и контролните модули срещу високоволтови електростатични удари.

Индустриален контрол (PLC, инвертори, индустриални сензорни екрани, сензори)
Фабричните цехове имат силно запрашени помещения и сух въздух, което води до силно натрупване на статично електричество. Индустриалното оборудване за управление обикновено отговаря на стандартите ESD ниво 3~4, а оборудването с висока мощност трябва да издържа на удари от по-високо напрежение. ESD61000-2A Модел за високо напрежение, използвайте електростатичен разряден пистолет за извършване на тестове за разреждане на шкафове за оборудване, операционни панели и комуникационни интерфейси. Режимът на програмиране съхранява параметри за тестване на масово производство за производствени линии, а индиректният свързващ разряд се извършва с метални референтни заземителни плочи, за да се провери стабилната работа на оборудването при сложни условия на индустриалната електропреносна мрежа.

Индустрия за медицински изделия (монитори за пациенти, диагностично оборудване, инструменти за физиотерапия)
Медицинските изделия отговарят на медицинските спецификации за електромагнитна съвместимост YY 9706.102, с нива на ESD тест от 6kV контактен разряд и 8kV въздушен разряд. Не се допуска изкривяване на сигнала, отклонение от измерваните данни или автоматично рестартиране на оборудването по време на целия процес на тестване. Китайско-английският интерфейс... ESD61000-2 Улеснява работата от персонала на медицинското заведение. Режимът на броене на единични импулси на електростатичния разряден пистолет контролира точно времето за разреждане, а ниско ниво на разреждане се прилага към портове със слаб сигнал, като например електрокардиограма и кислород в кръвта, за да се избегне изкривяване на физиологичните сигнали, причинено от импулсни смущения.

Поддържащи приспособления и стандартизирани процедури за изпитване

За пълно прилагане на стандартните тестове GB/T 17626.2 и IEC/EN 61000-4-2, LISUN предлага три вида опорни възли, съчетани с електростатичен разряден пистолет и ESD61000-2 основно устройство:

Първо, електростатична тестова маса ESD-DESK, оборудвана с тестова пейка 1600×800 мм, метална референтна заземителна плоча, хоризонтални и вертикални свързващи плочи, отговарящи на стандартните изисквания за заземяване и тест за индиректен разряд;

Второ, комплект за калибриране на електростатичен пистолет ESD-CALA, съчетан с осцилоскоп и 20dB атенюатор за периодично калибриране на изходния ток и нарастващия фронт на вълната на електростатичния разряден пистолет, осигурявайки дългосрочно съответствие и валидност на тестовите данни;

Трето, ESD-FCP автомобилна свързваща плоча за електростатично поле, съвместима само с ESD61000-2C, използван за симулация на индиректен електростатичен разряд на автомобилни компоненти.

Пълен стандартизиран поток от тестове: Проверка за безопасност на заземяването на оборудването → извикване с едно щракване на вградената стандартна процедура според индустрията на продукта → подмяна на съответстващ електрод за електростатичен разряден пистолет → задаване на интервал на разреждане и общо време → 20PPS бързо сканиране за локализиране на чувствителни точки → официално градуирано разреждане → записване на повреди на оборудването и оценка на нивата на производителност в съответствие със стандартите. За пълни тестове за EMS имунитет, генераторът на електрически бързи преходни импулси може да бъде съгласуван, за да завърши останалите тестови елементи и да експортира унифицирани стандартизирани тестови протоколи.

Заключение

LISUN ESD61000-2 серия генератор на електростатичен разряд Използва електростатичен разряден пистолет като основен изпълнителен модул за изпитване, с напълно вградени пълни процедури за изпитване по местни и международни общи стандарти GB/T 17626.2 и IEC/EN 61000-4-2. Той поддържа извикване на параметри за ниво на тежест с едно щракване, което значително опростява операциите по ръчно конфигуриране на параметрите. С широко изходно напрежение от 0.1 kV до 30 kV, сменяеми стандартизирани RC модули и многоспецифични разрядни електроди, той покрива изискванията за изпитване за устойчивост на ESD на четири основни индустрии, включително потребителска електроника, автомобилна електроника, индустриален контрол и медицински изделия.

Пълният комплект оборудване е оборудван с пълни стандартни тестови устройства и проследими CNAS калибровъчни данни, което е подходящо за издаване от трети страни на квалифицирани тестови протоколи, както и за производствени предприятия за проверка на прототипи в научноизследователска и развойна дейност и инспекция на производствени линии във фабрики. Вградените стандартизирани процедури гарантират повторяемост и съпоставимост на резултатите от тестовете между различните оператори и лаборатории, като ефективно понижават прага на работа на електростатичното изпитване на ESD и осигуряват стабилна и надеждна хардуерна поддръжка за различни електронни и електрически продукти, за да завършат сертифицирането за съответствие с EMC и да подобрят надеждността на практическата експлоатация.