静电放电干扰的频率（电磁兼容之静电放电）

静电放电（ESD）是指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，ESD会导致电子设备严重地损坏或操作失常，因而在芯片和系统设计中ESD是一项非常重要的指标。

目前的ESD测试标准有很多种，一般可分为芯片级和系统级，芯片级的测试包括多种静电放电模型，主要有人体模型（HBM）、机器模型（MM）、组件充电模型（CDM）等，系统级测试则包含直接放电和间接放电两种方式，以下将详细介绍系统级ESD测试。

系统级ESD测试又称为静电放电抗扰度测试，是模拟操作人员或物体在接触设备时产生的放电或是人或物体对邻近物体的放电，以检测被测设备抗静电干扰的能力。静电抗干扰度测试标准主要有：IEC61000-4-2。

IEC标准规定的静电放电方式有两种：

（1）直接放电：直接对受试设备实施放电；

（2）间接放电：对受试设备附近的耦合板实施放电，以模拟人员对受试设备附近的物体的放电。

图7、图8分别为IEC61000-4-2中规定的静电放电发生器电路和典型放电波形。

图7 静电放电发生器电路

图8 电流波形

直接放电有两种方式，接触放电和空气放电。

接触放电是针对半成品电子产品或是含有金属外壳的电子产品，即人体可以接触到的部份，对这一部分采用接触式放电，模拟在生产或运输以及使用过程中可能存在的人体放电导致电子产品损坏的情况。

空气放电是针对塑料外壳或者金属外壳外面涂有绝缘漆的一种放电方式，这种放电方式不通过直接接触而是通过高压静电脉冲击穿空气，传输到产品内部导致电子产品或元器件损坏的一种方式，主要考验的是塑料外壳接缝或按键缝隙的紧密性、绝缘性能。

标准规定，接触放电是优先选择的试验方法，凡可以用接触放电的地方一律用接触放电，空气放电则用在不能使用接触放电的场合。如对于有镀膜的产品，如制造商未说明漆膜是绝缘层，试验时需使用接触放电的电极头尖端刺破漆膜进行放电试验，若漆膜为绝缘层，则采用空气放电。

IEC中规定的静电放电试验等级如下表：

“X”是开放等级，如果规定高于表格中的电压，则可能需要专用的设备。

试验点主要选择以下位置：

（1）金属外壳。

（2）控制或键盘区域任何点或是操作人员易接近的区域如开关、按键、旋钮、按钮等。

（3）指示器、发光二极管、外壳缝隙、栅格、连接器罩等。

每一个实验点上应至进行10次放电实验（正或负极性），连续单次放电时间间隔应至少大于1秒。

间接放电指对水平耦合板和垂直耦合板进行放电，耦合板距离设备一定距离（通常为0.1m），并通过两个470K欧的电阻接地，所以当对耦合板放电时，通过耦合板形成可重复的静电场，对设备进行干扰，模拟设备抗静电场干扰的能力。

由于受试设备和系统的多样化，静电试验会对设备和系统产生何种影响比较难以明确，若产品技术规范没有给出明确的技术要求，则试验结果应该按受试设备的运行条件和功能规范进行如下分类：

（1）在技术要求限值内性能正常；

（2）功能或性能暂时丧失或降低，但在实验停止后能自行恢复，不需要操作者干预；

（3）功能或性能暂时丧失或降低，但需操作者干预或系统复位才能恢复；

（4）因设备硬件或软件损坏，或数据丢失而造成不能恢复的功能丧失或性能降低。

技术规范中可以定义静电试验对受试设备产生的影响，并规定哪些影响是可以接受的。

一般来说，如果受试设备在整个试验期间显示较强的抗静电干扰性，并且在试验结束后，受试设备满足技术规范中的功能要求，则表明试验合格。