电磁兼容静电放电ESD试验常见解决方案
第2468期
静电放电（ESD）是我们许多人每天遇到的常见现象，它是两个不同电位（或电荷）物体之间突然的电能流动，ESD本质上是一个非常小规模的闪电，就像闪电一样，电能将试图找到一条低阻抗的接地路径，以平衡电位，任何走过铺着地毯的地板并碰到金属门把手的人都可能感觉到甚至看到从他们的手到金属门把手的小火花跳跃。
另一个非常常见的事情是离开汽车并触摸接地路径，值得注意的是，人体仅对大于2000-3000伏的静电放电敏感，但在现实生活中可以容易地产生更高的电压，虽然在大多数情况下这种现象除了意外的震动和一点点不适之外对人类没有危害，但我们的电子设备可能会受到更严重的影响，电气产品的静电放电测试的目的是评估它们承受这些事件的能力。
静电放电常见的EMC合规性问题和解决方案
当静电放电电流通过电子设备时，它将试图找到低阻抗接地路径，虽然在某些情况下这可能是通过设备的底盘，但是电流通过敏感的电子电路以足够的能量永久损坏集成电路（IC），晶体管，二极管等组件在某些情况下并不罕见无源元件，如高精度电阻器，静电放电还可以产生局部但强烈的电磁场，其可以耦合到附近的电路中并破坏信号。
减轻静电放电现象影响的一些常用方法包括：
1.绝缘
2.正确接地
3.抑制/过滤
4.电隔离
5.固件
6.绝缘
小化ESD对器件的影响的一种常见且有效的方法是首先停止发生放电，使用具有高击穿电压的塑料以及可触摸点和导体之间的足够间隔可以提供足够的绝缘以防止发生ESD事件。绝缘对于诸如开关，LED，旋转控制器，显示器和连接器屏蔽等薄弱环节是有效的，通常会损害外壳的完整性，在某些情况下，整个电路或电路部分可以封装在灌封化合物中，例如树脂或硅树脂。
1.正确接地
与不提供ESD电流路径的绝缘不同，正确接地允许低阻抗接地路径，金属连接器护罩和螺钉应与金属底盘保持低阻抗连接，而金属底盘又应通过低阻抗连接与保护接地或功能接地连接。这允许电能找到通往地面的路径而不通过敏感电路。如果产品是双重绝缘的或者不使用接地布置但是在具有多个其他接地路径的系统中，即通过同轴屏蔽到其他设备，则这可能是复杂的。
2.火花隙/气体放电管(GDT)
气体放电管和其他火花隙装置通过将电流传导到地而充当瞬态抑制装置，有效地产生短路，在高压尖峰的情况下，通常不导电的气体（或在具有暴露电极的简单火花隙的情况下的空气）被电离，允许电流通过装置的端子之间的间隙传导。与其他瞬态电压抑制器相比，GDT需要相对较长的时间来触发，在电流通过电极之间的电离气体/空气传导到地之前，GDT或火花间隙允许500V或更高的脉冲通过未抑制的情况并不罕见。气体放电管更常用于较慢的上升时间浪涌瞬变，例如交流电源浪涌。
3.抑制/过滤
可以使用瞬态抑制组件和/或滤波器网络来减轻ESD事件，瞬态抑制组件包括但不限于瞬态电压抑制（TVS）二极管，电容器，可变电阻器/电压相关电阻器（变阻器/ VDR）和滤波器网络。这些组件通过对突然过压条件作出反应而工作，并且应尽可能靠近ESD电流进入点，而不是受保护的电路（或电路的一部分）。
4.电流隔离
电流隔离是允许信号通过的电路分离，但消除了杂散电流，实现电流隔离的常用方法包括但不限于变压器（耦合感应/磁性），光隔离器（耦合光电），电容器（块DC但允许AC通过）和霍尔效应传感器（感应/磁耦合）。
5.固件
在某些情况下，设备固件的更改足以使其在ESD事件后自行恢复，在设备的处理器崩溃的情况下（由于ESD事件），看门狗定时器（WDT）将重置处理器。这实际上可以使其恢复到原始状态，使得操作中的故障可自行恢复。在其他情况下，固件可以帮助阻止设备发生故障，寄生复位（当处理器的复位引脚由于ESD事件而错误地读取高电平时）或阻塞状态可由固件管理。通常，这种解决方案与滤波器结合使用，滤波器将有效信号与短ESD事件区分开来。
在设计电路时，重要的是要记住这些不同的技术，不同类型的设备和电路布局将受益于不同的技术，并且通常存在多种解决方案，为了在静电放电测试期间实现EMC兼容性，将需要多种静电缓解技术。
