靜電放電抗擾度試驗中放電電壓對放電參數的影響

趙文艷

（天津市電工技術科學研究院，天津300232）

1 引言

靜電放電是由于帶電周圍電場強度發生改變，最終超過周圍介質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重的，由于靜電的帶電粒子在隨時發生改變，因此，會造成電器系統應用的干擾現象出現，這種情況下，要想保障電器的安全性應用，就應該加強對電器應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影響，最終保障放電過程中出現的危害降到最低。由此，本文針對經典放電抗干擾度試驗研究，對于靜電試驗效果影響處理而言，是非常有意義的。

2 實驗裝置選定

在針對靜電放電抗干擾度的試驗影響處理中，為了保障試驗結果的準確性，因此，特別選定了ESD模擬系統作為本次試驗的測試系統，其整個系統的運行如圖1所示，在該試驗裝置的運行中，選定的試驗示波器為TDS7154B型數字存儲示波器，該示波器在運行中，其運行的帶寬為1.5GHz，采樣的頻率控制位20GHz。整個試驗過程中，用來存儲電壓的示波器波形模擬采用的是ESD模擬器，該模擬器在運行中適用的電壓范圍為0-±30kV，選定的半圓環天線距離整個靶中心36cm[1]。確定了試驗裝置的安置和應用之后，對其應用中的觸電模式進行了設計，選定接觸式和非接觸式兩種觸電模式作為試驗應用中的觸電模式處理。當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，控制試驗室內溫度為恒溫（26±2℃），室內的相對濕度控制為（34±5℃）。將整個試驗裝置組接結束之后，進行了靜電放電試驗處理，共反復提取了20次試驗的結果數據，將試驗結果數據的影響關系，進行了詳細的總結和對比，確保在試驗過程中，其靜電放電之后形成的試驗影響參數會有所改變，并且會隨著電壓峰值的上升出現波動現象。

圖1 ESD模擬系統實驗裝置

3 試驗結果分析處理

3.1 接觸式靜電放電

在接觸式靜電放電的處理中，由于耦合設備的電路運行峰值發生了改變，這種情況下，要想保障試驗結果的準確性，就應該在試驗處理中，注重對試驗處理中的ESD模擬器中的參數分析，分析靜電參數改變的同時，要進行試驗峰值導電試驗處理，確保在峰值試驗導電試驗的處理中，能夠實現電壓波動的最小影響。圖2是接觸式試驗模擬裝置應用之后的表述效果，在該效果的表述中，其整體的放電波動值，隨著數據模擬的波動影響，出現了不同程度的偏移。同時為了保障試驗結果的準確性，因此，在試驗過程中，特別針對試驗中的模擬器數據的線性關系做出了假設，以字母m代表模擬器數據的種類，將其在正常試驗運轉條件下的放電電壓記錄下來，經過記錄之后的放電電壓可以匯聚成一條線性放電電壓轉換關系，在該線性關系的分析中，能夠看出在靜電放電電壓為1kV時出現了放電電壓的峰值，3.75A，即這一時期的放電參數P=3.75。

圖2 ESD模擬器參數設置放電電壓影響關系

按照接觸式靜電放電電壓的不同影響，因此，在靜電試驗放電處理中，特別將靜電試驗處理的ESD模擬參數做出了轉變設計，通過模擬器轉變設計之后的數據應用表述效果形成的線路應用反饋圖如圖3所示，從該圖中可以看出，當EUT的固定失效值在逐漸下降時，其對應的數據轉換應用關系表述會出現電感失效現象。而EUT的嚴酷度值S也會隨著其數據的變化呈現出不同的應用效果轉變，這種情況下，應該根據的具體的試驗操作規范去調整試驗中涉及到的數據模型處理。

圖3 ESD模擬器靜電放電試驗處理效果轉變模型

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中的一種，在當前的靜電試驗處理中，占據著重要的位置，要想保障試驗結果的準確性，就應該在試驗的處理中，加強對試驗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，確保在試驗對比效果的控制中，能夠實現試驗影響的最小化處理。下圖4是非接觸式靜電放電試驗中，出現的試驗波形影響關系圖，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，導致整個放電電流出現三種不同的波形，三種波形分別用ABC線段表示。從圖中可以看出，當靜電放電的電壓為8kV時，整個放電電壓形狀表現如A所示，而當放電電壓為8-20kV時呈現出的電壓流變形狀，如B所示，這說明在不同的線路運行影響下，電路的不同線路運行呈現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，實現的放電參數最小，還應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施中，能夠提升降低靜電放電對放電參數的影響。

圖4 非接觸式經典試驗放電電流波形影響效果

按照非接觸式靜電放電的試驗效果影響處理，在整個試驗的測試過程中，由于電壓的變化范圍較大，因此，在這種情況下，要想保障試驗的效果能夠得到發揮，就應該加強對試驗中的靜電電壓變化分析，通過靜電電壓的變化和分析，及時的處理好相應的電壓變化波動狀況，確保在靜電電壓的控制管理中，能夠將電壓干擾度以及電壓的波動變換關系處理好，最終保障靜電電壓的處理能夠降低對放電參數的影響。

4 結語

通過本文的分析得出，當不同的接觸式放電應用中，由于放電電壓的變化，最終出現的放電參數影響也會表現出不同的放電形式，這時需要對放電電壓的高壓以及低壓進行測量處理，確保最終的試驗測量安全。