关键词: 电子设备
静电发生器是一种模拟静电放电过程和进行静电放电抗扰度试验的平台。静电放电抗扰度试验,是模拟物体或工作人员在接触测试设备时的放电以及物体或人对临近物体的放电,以评估测试设备遭受静电放电时的性能。一般而言,大部分的电子设备都需要经过静电放电抗扰度试验。
静电发生器是主要做什么的
静电放电发生器(ESD Generator),是电磁兼容测量与试验中静电放电抗扰度试验中的重要设备。目的是为了检验电子设备受到外来静电放电时正常工作与否。静电放电发生器主要由日本和欧洲、美国以及我国少数厂家生产,国家标准和国际标准对静电放电发生器的波形和设备器件性能有非常特殊的要求。
测试方法
接地参考平面厚度不小于0.25 mm的铝板、铜板或厚度不小于0.65 mm的其他金属板材等材料。并且安全接地,接地参考平面每边至少伸出受试设备(EUT)0.5 m。最小尺寸为1 m×1 m。受试设备(EUT)与实验室墙壁和其他金属物体间的距离至少为1 m。落地式设备与接地参考平面间的绝缘支座的厚度为0.1 m。台式设备放在接地参考平面上0.8 m高的木桌上。在桌面上放置面积1.6 m×0.8 m的水平耦合板,并用一个厚0.5 mm的绝缘衬垫将受试设备、电缆与耦合板隔离。如果受试设备过大而不能保持与水平耦合板各边的最小距离为0.1 mm,则使用另一块相同的水平耦合板放置在距第一块短边0.3 m处。两块水平耦合板用带有两个470 kΩ电阻的电缆连接到接地参考平面。垂直耦合板尺寸为0.5 m×0.5 m,平行受试设备放置并保持0.1 m的距离。
测试步骤
确定施加放电的测试点,工作人员可能触及机壳上的金属点;控制台或键盘上的任何点;人机通讯点,如按键、开关、按钮等;其他工作人员易接近的区域、发光二极管、指示器、栅格、缝隙等;日常使用中需更换电池的IC卡和电池夹的插缝等。根据产品类型及不同使用环境等因素选择。标准中对不同产品有相应的规定。为了确定产品的故障临界值,试验电压应从最小值开始调整。然后逐渐增加试验电压,直至达到规定要求的标准。
如何人为制造静电
静电是一种处于静止状态的电荷。当电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电。静电技术,已经广泛应用于基础理论研究、信息工程、空间技术、计算机工程、大规模集成电路生产、环境保护、生物技术、织印染、农业生产等各个领域。
在正常状况下,一个原子的质子数与电子数量相同,正负电平衡,所以对外表现出不带电的现象。但是由于外界作用如摩擦或以各种能量如动能、位能、热能、化学能等的形式作用会使原子的正负电不平衡。在日常生活中所说的摩擦实质上就是一种不断接触与分离的过程。有些情况下不摩擦也能产生静电,如感应静电起电,热电和压电起电、亥姆霍兹层、喷射起电等。任何两个不同材质的物体接触后再分离,即可产生静电,而产生静电的普遍方法,就是摩擦生电。材料的绝缘性越好,越容易产生静电。通过摩擦引起电荷的重新分布而形成的,也有由于电荷的相互吸引引起电荷的重新分布形成,具体说就是因为物质都由原子组成,原子中有带负电的电子和带正电荷的原子核。一般情况下原子核的正电荷与电子的负电贺相等,正负平衡,所以不显电性。但是如果电子受外力而脱离轨道,造成不平衡电子分布,比如实质上摩擦起电就是一种造成正负电荷不平衡的过程。当两个不同的物体相互接触并且相互摩擦时,一个物体的电子转移到另一个物体,就因为缺少电子而带正电,而另一个体得到一些剩余电子的物体而带负电,物体带上了静电。
固体间静电产生的方法
两个不同的物体相互接触后,由于摩擦力的作用,会在两个物体表面产生正负相反的电荷,通常发生在绝缘体与绝缘体之间或者绝缘体与导体之间。这种摩擦引起的静电,其大小与两种接触材料的特性有关,除此而外,还与现场的湿度、温度、湿度接触压力、物体表面的洁净度有关。一般在实际工作中,两个物体表面的特性是由工作性质决定的,要想改变物体表面的特性很难做到。这种情况下,可以通过增加工作环境中的湿度来降低静电的积累。除此而外,将金属物体进行静电接地,将接地阻值控制在合理范围可以将积累的电荷逐步泄放,减小静电电压,可以降低由于电压过大引起的火花放电。对于绝缘体表面的电荷,要及时清理物体表面的灰尘,减少灰尘的集聚,保证良好的通风环境,防止由于粉尘集聚达到爆燃点引起火灾或者爆炸事故的发生。物体在相互接触和分离过程中,由于过剩电荷会放电和传导,或者缓慢的向空间和大地泄露,电荷量减少,电荷的积累会达到缓和。对于电子器件,如电脑主机、网络机柜等需要将主机壳体、机柜引脚进行接地,机房内应敷设静电地板并良好接地,可以起到静电及时泄放的目的。对于静电极为敏感的现代电子器件、易燃易爆场所,只要微弱的静电即可能造成事故或火灾、爆炸,所以除了对生产环节各设备进行静电接地外,在生产过程中需要将人体所携带的静电及时的泄放,在进入操作间或者敏感部位前,需要将身体静电泄放完毕,可以通过触摸静电泄放柱将身体所带静电降低到可接受的水平。
粉体产生的静电的方法
粉体在空气输送、皮带输送或过筛过程中,会因粉体间或粉体与管壁间的摩擦而产生静电。如果粉尘在金属管道内输送,需要控制输送速度和管道直径,减少粉尘传输过程中的震动、摩擦、和粉尘气流的急速变化。除此而外,需要将传输的金属管道进行静电接地,静电接地可以与其他接地共用,如防雷接地、建筑物的基础钢筋等。需要说明的是,当所管道内所传输的粉尘为绝缘材质且粉尘具有很强的粘附性质时,虽然管道外壁进行了静电接地处理,但由于管道内壁粉尘的积累和粘附,会使管道内壁形成厚的一层绝缘层,绝缘层内壁的静电将无法泄放,静电积累到一定程度可能会引起粉尘的起火、爆炸。将绝缘内壁进行接地在实际中会非常困难,可以采取将管道内的粉尘进行及时清理,可以采用适当的空气振动,或者停止生产对管壁内表面进行定期的清扫。定期检测管道内外管壁的过渡电阻,如果过渡电阻过大,就应及时采取措施。
对于传输的管道采用绝缘材料的物质时,静电的泄放将更加困难,需要通过改变传输管道的材质以及物料的大小和形状来减小静电的产生,也可以在管道内安装静电泄放针,但泄放针的布置不应阻碍物料的传输,减小物料与针的碰撞。
液体产生静电的方法
液体在管路输送过程中,由于摩擦力的作用,在软管处和液体间也会产生静电,此时,液体的流速和液体流动的通畅度会影响静电的产生。为降低静电的产生,需要降低流速,增大管道的直径,尽量减少管道的弯曲和收缩的部分,增加管道的光滑度。对于油罐汽车、其他罐体和其他容器输送液体时,要减少容器与液体的震动,震动会增加罐体与液体的摩擦从而产生静电积累。罐体内要定期清洗。罐体在泄放液体前,应将罐体的静电泄放完毕再进行下一个工序的操作。
气体产生的静电的方法
气体在流动和喷出过程中,由于管口生锈、灰尘等在关内流动时,增加了气体与管道的摩擦和冲撞,从而产生静电。要将管道及时的清理,去掉锈蚀和灰尘,确保管道内流畅;在气体出口增加过滤装置滤掉灰尘及粒子。利用装于适当位置的防静电针,可将静电泄放到大气中,以防止电位的过度升高。