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干货分享 | IEC 61000-4-2:2025静电放电抗扰度试验标准解读
作者:  日期:2025-04-18  浏览次数:23次  来源:
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此次分享的是关于IEC 61000-4-2:2025 标准主要差异及变更目的;相关内容的要求、方法的详细介绍。


标准版本号变更


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2025版对放电发生器的要求


1.静电放电模拟器原理保持一致

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2.电流波形测量点数增加Ip2(10ns~40ns之间最大峰值)

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静电枪校准


1.6.3章节正文中增加了静电枪校准的布置描述。2008版相关内容描述在附录D.4中。

2.静电枪下面增加了1.2*1.5m的接地参考面板,同时增加了电流靶到接地参考面之间的高度要求(1m)。

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3.ISO 10605-2023版的校准布置不一样。

4.ISO 10605-2023版保留原来的校准布置,修改了发生器主机的放置位置。

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5.增加空气放电模式的校准要求及方法

空气放电校准:如果接触放电和空气放电模式切换,只是更换前端放电金属导体(没有附加的有源或无源 电子元件),校准可仅测量空气放电时的最大开路电压。否则在接触放电模式安装空气放电头进行测量。

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静电枪输出电压范围


1. 高压电源输出电压范围跨度大,输出最小电压<100V,输出最大电压>30KV。

2. 同时兼顾高低电压的电压精度±5%。

3.增加了高压电源的成本。对于使用者,也是增加了设备投入成本。

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试验布置


1.明确要求静电放电发生器的任何外部电源都应放置在 RGP 上。

2.放电回流电缆与试验配置中的其他导电部件之间的距离不得小于 0.1 米(由0.2m变更为)。

3.与 RGP 的连接以及所有搭接的阻抗应较低(新增 例如 ≤0.1 欧姆),例如通过使用机械夹紧 装置来实现。

4.增加泄放电阻器误差范围( 470±10 )KΩ要求及电阻器位置要求(距离电缆两端各不超过 10 cm)。

注 2:除非产品委员会另有决定,否则对于安装在天花板上的设备,一般不进行静电放电(ESD)测试,因为此类设备在安装后用户不 会接触。

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-与受试设备(EUT)相关的任何安装支脚都应保持原位。

-任何辅助设备(AE)可以放置在任何位置(例如测试环境之外、接地参考面(RGP)、水平耦合板(HCP))。

-受试设备与辅助设 备之间的互连电缆可以断开连接,这既可以保护辅助设备免受放电影响,也可以是因为受试设备的规格要求断开连接。


桌上型试验布置


新增1:放电电阻电缆的最大长度 应为 1.5 米。

新增2:被测设备及其电缆与HCP之间应采用厚度为(0.5 ± 0.05)mm的绝缘材料隔开。

新增3:VCP边长为(0.5 ± 0.005)m的方形,)放置在非导电支 撑物上;并且与受试设备(EUT)的侧面保持(0.1 ± 0.01)m的距离。VCP泄放电阻电缆组件的最大长度应为 3 米,且不得捆扎。

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落地式设备


新增1:VCP间接放电时,VCP边长为(0.5 ± 0.005)m的方形电压放电板,且该板距离被测设备(EUT)的侧面应为(0.1 ± 0.01)m。VCP通过放电电 缆与电阻接地平面(RGP)相连。VCP 放电电缆最大长度3 米,且不得捆扎。。

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不接地设备


增加 注 1:对于存在用户可触及的金属浮片的产品,接触放电至该浮片可能会导致产品内部发生二次放电,从而造成故障。根据浮出的 裸露金属与内部接地结构之间的间隙大小,有时在较低的电压水平下,二次放电可能会更靠近敏感电子元件,或者比在较高电压水 平下更明显。在依靠诸如导电胶等薄绝缘层作为接地路径的情况下,也是如此。在较高电压水平下,静电放电可能会通过薄胶层产 生电弧,而在较低电压水平下,电火花可能会被迫走不同的路径,从而导致故障。对于诸如手持设备之类的产品,产品委员会可以 规定在较低的测试电压水平下也进行接触放电测试。

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试验布置应与7.3.3、7.3.4 中规定相同;如适用可与附录I特定类型设备试验布置中规定的布置相同。


安装后试验布置


增加:注 1:安装后的测试通常仅适用于非常大的设备(例如固定装置、大型机械),这些设备无法运送到实验室。

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修改为:受试设备的部分部件安装在金属 支撑结构上,金属结构应连接到参考接地平面。


附录 A (资料性) 解释性说明


A.1一般的考虑

A.2 环境条件对充电量的影响

A.3人体带电产生的静电放电现象

A.4 空气放电现象

A.5 空气放电的变化

A.6 空气放电的温度和湿度

A.7 接触放电试验的基本原理

A.8 试验级别选择

A.9 静电放电发生器元件的选择

A.10 发生器规格的基本原理

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附录F(资料性)测量不确定度(MU)的考虑


2025版重新考虑测量不确定度的计算方法




附录 G (资料性) 安装后试验的布置


2025版将正文中“安装后试验的布置”由正文单独增加一个附录G进行描述。




附录 H (规范性) 升级策略【新增】


主要解决试验结果出现差异,增加操作说明。

由于静电放电(ESD)的复杂性以及测试设备固有的偏差,被测设备(EUT)在施加放电时的性能可能会出现一些变化。通常,这些变化是由于错误的测试水平不同或被测设备在测试过程中表现出的错误类型不同所致。根据这些变化出现的测试水平,其性能的变化可能会影响被测设备是否通过测试的判定。 


如果被测设备(EUT)的性能存在差异,则应采取以下步骤来确定差异的来源。 

a)核实测试设置;检查所有细节,包括每根电缆的位置以及受试设备(例如,盖子、门)的 状态。 

b) 核实测试程序,包括设备待测单元(EUT)的操作模式、辅助设备的位置和布置、操作人 员的位置、软件状态以及对 EUT 施加放电的情况。

C)验证测试结果的差异是否由使用不同的发生器所导致。对于与安全相关的功能,产品委员会可以决定不采用升级策略。可以采用更严格的升级策略。 


升级策略如果在所有测试条件(包括静电放电发生器)相同的情况下,被测设备(EUT)的性能出现 差异,则应采用以下升级策略来确定 EUT 是否符合要求。此策略应适用于在施加一组放电时, EUT 性能超出规定要求的每个测试点。 

已按照 8.3.2 条款并以规定的测试等级进行了首次测试。如果在测试过程中,被测设备 (EUT)的性能超出规定要求的情况出现不止一次,那么测试结果即超出产品委员会设 定的可接受性能阈值。如果在初始放电测试集中,EUT 性能超出规定要求的情况仅出现 一次,则按照以下步骤2) 进行进一步测试。 

 第2次测试应在该测试点进行,放电次数为规定测试要求的两倍。如果在测试过程中,被 测设备(EUT)的性能超出规定要求的情况出现不止一次,测试结果超出产品委员会 设定的可接受性能阈值。如果在初始放电过程中,被测设备(EUT)的性能超出规定要 求的情况仅出现一次,则应按照以下步骤 3)进行进一步测试。

第三次测试应在该测试点以与步骤 2) 相同的放电次数,按照规定的测试水平进行。如果 EUT 的性能未超出规定的性能要求,则测试结果在产品委员会设定的可接受性能阈值范 围内。如果 EUT 的性能超出规定的性能要求,则测试结果超出产品委员会设定的可接受性能阈值范围。


附件I(规范性) 针对特定类型设备的附加或进一步试验布置【新增】


测试装置应由一个非导电支撑物组成,其高度为(0.8 ± 0.08)m,置于 RGP 上。EUT 电缆应通 过一个(0.5 ± 0.05)毫米的绝缘支撑物与 RGP 隔离。装置的其他方面应符合 7.3.2 和 7.3.5 中的 规定(如适用)。对于所有可触及的外壳部件,VCP 的位置应符合 8.3.3.3 中的规定。对于小型壁挂式受试设备(即小于 0.5×0.5 米),垂直极化波的中心点应位于受试设备每侧的中 心位置。

安装在不含导电结构的墙壁上或嵌入墙壁内的壁挂式设备

安装在含导电结构的墙壁上,金属 的尺寸在各个方向上应至少超出设备待测物 0.5 m。



附录 J(资料性)可穿戴设备【新增】


可穿戴设备所承受的静电放电(ESD)应力与固定设备不同,因为可穿戴设备是通过人体充电的。例如,可穿戴设备会被佩戴在人的头部、手臂、手腕和腰部。

可穿戴设备应按照台式设备的要求进行测试。

可穿戴设备上的静电放电(ESD)应力可能由以下五种情况引起:

·用带电的手拿起可穿戴设备;

·由未佩戴该设备的人用手取下已充电的可穿戴设备;静电放电源自佩戴可穿戴设备的人手;

·用自己的一只手取下充电的可穿戴设备并将其放在桌上;

·由可穿戴设备直接对其他物体产生的静电放电。




对于可穿戴设备的附加实验静电放电 (ESD)测试,建议的存储电容和放电电阻分别为 200pF和 50 Ω,以接触放电模式对可穿戴设 备的导电部分施加静电放电;以重现腰部佩戴的可穿戴设备所能产生的最严重放电电流状况。


附录 K (资料性) 试验结果评估【新增】


2025版将正文中“试验结果的评估”由正文单独增加一个附录K进行描述。

试验结果应根据受试设备(EUT)在试验中的功能下降或降低程度进行分类(性能标准),该下降或 降低程度相对于产品委员会所规定的允许下降程度而言。否则,允许的下降程度由产品的制造 商或购买者指定。

A) 通常被认为属于“正常”运行,即产品按照产品文档中的规格和 公差运行。静电放电(ESD)通常会导致性能下降或影响 EUT 的正常运行。因此,在评估测试 结果时,产品委员会可以选择性能标准 B。 

B) 通常被认可,即在静电放电(ESD)测试期间,允许设备的运行出现一定程度的性 能下降(即超出规格),但前提是设备在测试后能够自行恢复到正常运行状态。产品委员会应 考虑用户在正常使用设备时的合理预期,来确定可接受的性能下降阈值。例如,在静电放电测 试期间,如果设备变得无法使用或完全丧失功能,通常都是不可接受的。以下是一些例子:• 显示屏:显示屏通常采用非导电材料封装,因此需要进行空气放电测试。静电放电空气放电 测试可能会导致亮度显著降低或出现抖动。阈值可以通过允许显示屏亮度降低到一定程度且 抖动在可接受范围内,同时仍能清晰识别显示的重要信息来确定。“黑屏”可能超出可接受 的阈值。• 数字电路:静电放电(ESD)测试可能会导致同步电路中断。可以设定一个阈值,即在静电 放电事件发生后“正常”数据传输得以恢复的情况下,受影响的数据传输的错误率。

C )通常被认可为:在操作中断时不会损坏设备,必要时允许操作人员干预以恢复运行。该性能标准通常不适用于评估 ESD 测试结果。




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