靜電放電抗擾度試驗(yàn)中放電電壓對放電參數(shù)的影響

趙文艷

（天津市電工技術(shù)科學(xué)研究院，天津300232）

1 引言

靜電放電是由于帶電周圍電場強(qiáng)度發(fā)生改變，最終超過周圍介質(zhì)形成的一種擊穿電場形式。在日常生活中，靜電放電的危害是非常嚴(yán)重的，由于靜電的帶電粒子在隨時發(fā)生改變，因此，會造成電器系統(tǒng)應(yīng)用的干擾現(xiàn)象出現(xiàn)，這種情況下，要想保障電器的安全性應(yīng)用，就應(yīng)該加強(qiáng)對電器應(yīng)用中的靜電放電處理，確保在靜電放電處理中，能夠消除靜電放電對放電電壓的放電參數(shù)影響，最終保障放電過程中出現(xiàn)的危害降到最低。由此，本文針對經(jīng)典放電抗干擾度試驗(yàn)研究，對于靜電試驗(yàn)效果影響處理而言，是非常有意義的。

2 實(shí)驗(yàn)裝置選定

在針對靜電放電抗干擾度的試驗(yàn)影響處理中，為了保障試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此，特別選定了ESD模擬系統(tǒng)作為本次試驗(yàn)的測試系統(tǒng)，其整個系統(tǒng)的運(yùn)行如圖1所示，在該試驗(yàn)裝置的運(yùn)行中，選定的試驗(yàn)示波器為TDS7154B型數(shù)字存儲示波器，該示波器在運(yùn)行中，其運(yùn)行的帶寬為1.5GHz，采樣的頻率控制位20GHz。整個試驗(yàn)過程中，用來存儲電壓的示波器波形模擬采用的是ESD模擬器，該模擬器在運(yùn)行中適用的電壓范圍為0-±30kV，選定的半圓環(huán)天線距離整個靶中心36cm[1]。確定了試驗(yàn)裝置的安置和應(yīng)用之后，對其應(yīng)用中的觸電模式進(jìn)行了設(shè)計，選定接觸式和非接觸式兩種觸電模式作為試驗(yàn)應(yīng)用中的觸電模式處理。當(dāng)通過觸電模式的處理之后，其形成的放電電壓為1-8kV，而這時形成的非接觸式靜電放電模式為空氣式靜電放電，整個放電過程中，電極接近速度為0.5-1.0m/s。為其選定的放電電壓分別為1kV、2kV、4kV、8kV、16kV以及32kV等，控制試驗(yàn)室內(nèi)溫度為恒溫（26±2℃），室內(nèi)的相對濕度控制為（34±5℃）。將整個試驗(yàn)裝置組接結(jié)束之后，進(jìn)行了靜電放電試驗(yàn)處理，共反復(fù)提取了20次試驗(yàn)的結(jié)果數(shù)據(jù)，將試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)的影響關(guān)系，進(jìn)行了詳細(xì)的總結(jié)和對比，確保在試驗(yàn)過程中，其靜電放電之后形成的試驗(yàn)影響參數(shù)會有所改變，并且會隨著電壓峰值的上升出現(xiàn)波動現(xiàn)象。

圖1 ESD模擬系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置

3 試驗(yàn)結(jié)果分析處理

3.1 接觸式靜電放電

在接觸式靜電放電的處理中，由于耦合設(shè)備的電路運(yùn)行峰值發(fā)生了改變，這種情況下，要想保障試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，就應(yīng)該在試驗(yàn)處理中，注重對試驗(yàn)處理中的ESD模擬器中的參數(shù)分析，分析靜電參數(shù)改變的同時，要進(jìn)行試驗(yàn)峰值導(dǎo)電試驗(yàn)處理，確保在峰值試驗(yàn)導(dǎo)電試驗(yàn)的處理中，能夠?qū)崿F(xiàn)電壓波動的最小影響。圖2是接觸式試驗(yàn)?zāi)M裝置應(yīng)用之后的表述效果，在該效果的表述中，其整體的放電波動值，隨著數(shù)據(jù)模擬的波動影響，出現(xiàn)了不同程度的偏移。同時為了保障試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此，在試驗(yàn)過程中，特別針對試驗(yàn)中的模擬器數(shù)據(jù)的線性關(guān)系做出了假設(shè)，以字母m代表模擬器數(shù)據(jù)的種類，將其在正常試驗(yàn)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的放電電壓記錄下來，經(jīng)過記錄之后的放電電壓可以匯聚成一條線性放電電壓轉(zhuǎn)換關(guān)系，在該線性關(guān)系的分析中，能夠看出在靜電放電電壓為1kV時出現(xiàn)了放電電壓的峰值，3.75A，即這一時期的放電參數(shù)P=3.75。

圖2 ESD模擬器參數(shù)設(shè)置放電電壓影響關(guān)系

按照接觸式靜電放電電壓的不同影響，因此，在靜電試驗(yàn)放電處理中，特別將靜電試驗(yàn)處理的ESD模擬參數(shù)做出了轉(zhuǎn)變設(shè)計，通過模擬器轉(zhuǎn)變設(shè)計之后的數(shù)據(jù)應(yīng)用表述效果形成的線路應(yīng)用反饋圖如圖3所示，從該圖中可以看出，當(dāng)EUT的固定失效值在逐漸下降時，其對應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換應(yīng)用關(guān)系表述會出現(xiàn)電感失效現(xiàn)象。而EUT的嚴(yán)酷度值S也會隨著其數(shù)據(jù)的變化呈現(xiàn)出不同的應(yīng)用效果轉(zhuǎn)變，這種情況下，應(yīng)該根據(jù)的具體的試驗(yàn)操作規(guī)范去調(diào)整試驗(yàn)中涉及到的數(shù)據(jù)模型處理。

圖3 ESD模擬器靜電放電試驗(yàn)處理效果轉(zhuǎn)變模型

3.2 非接觸式靜電放電

非接觸式靜電放電作為靜電放電試驗(yàn)中的一種，在當(dāng)前的靜電試驗(yàn)處理中，占據(jù)著重要的位置，要想保障試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，就應(yīng)該在試驗(yàn)的處理中，加強(qiáng)對試驗(yàn)中的非接觸式靜電放電處理與接觸式靜電放電處理的效果對比，確保在試驗(yàn)對比效果的控制中，能夠?qū)崿F(xiàn)試驗(yàn)影響的最小化處理。下圖4是非接觸式靜電放電試驗(yàn)中，出現(xiàn)的試驗(yàn)波形影響關(guān)系圖，從該圖中可以看出，在非接觸式靜電放電過程中，由于接觸線路的變化，導(dǎo)致整個放電電流出現(xiàn)三種不同的波形，三種波形分別用ABC線段表示。從圖中可以看出，當(dāng)靜電放電的電壓為8kV時，整個放電電壓形狀表現(xiàn)如A所示，而當(dāng)放電電壓為8-20kV時呈現(xiàn)出的電壓流變形狀，如B所示，這說明在不同的線路運(yùn)行影響下，電路的不同線路運(yùn)行呈現(xiàn)出的電路反饋效果是不同的，要想保障在靜電放電過程中，電壓的擊穿效果最小，實(shí)現(xiàn)的放電參數(shù)最小，還應(yīng)該在接觸式靜電放電的線路范圍控制上著手，保障在控制措施的實(shí)施中，能夠提升降低靜電放電對放電參數(shù)的影響。

圖4 非接觸式經(jīng)典試驗(yàn)放電電流波形影響效果

按照非接觸式靜電放電的試驗(yàn)效果影響處理，在整個試驗(yàn)的測試過程中，由于電壓的變化范圍較大，因此，在這種情況下，要想保障試驗(yàn)的效果能夠得到發(fā)揮，就應(yīng)該加強(qiáng)對試驗(yàn)中的靜電電壓變化分析，通過靜電電壓的變化和分析，及時的處理好相應(yīng)的電壓變化波動狀況，確保在靜電電壓的控制管理中，能夠?qū)㈦妷焊蓴_度以及電壓的波動變換關(guān)系處理好，最終保障靜電電壓的處理能夠降低對放電參數(shù)的影響。

4 結(jié)語

通過本文的分析得出，當(dāng)不同的接觸式放電應(yīng)用中，由于放電電壓的變化，最終出現(xiàn)的放電參數(shù)影響也會表現(xiàn)出不同的放電形式，這時需要對放電電壓的高壓以及低壓進(jìn)行測量處理，確保最終的試驗(yàn)測量安全。