道路車輛電氣/ 電子部件對(duì)靜電放電抗擾性的試驗(yàn)方法新舊標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)

胡德隆 劉桂秋 孟德安

山東省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院 山東濟(jì)南 250102

2019 年6 月4 日，由中國汽車技術(shù)研究中心有限公司、蘇州泰思特電子科技有限公司、中國電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院起草，國家市場監(jiān)督管理總局、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)頒布，GB/T19951-2019 道路車輛電氣/電子部件對(duì)靜電放電抗擾性的試驗(yàn)方法，代替GB/T19951-2005，新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施日期為2020 年1 月1 日，本文通過對(duì)新舊版本進(jìn)行比較，對(duì)新版本增加或修改的內(nèi)容進(jìn)行闡述，希望能為理解新版本提供一些參考和幫助。

1 新舊標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件比對(duì)

1.1 環(huán)境條件

舊版試驗(yàn)條件為環(huán)境溫度23℃士5℃，相對(duì)濕度在30%～ 60%之間(推薦20℃和30%相對(duì)濕度)，新版的試驗(yàn)條件為環(huán)境溫度25℃±10℃，相對(duì)濕度20%～60%，試驗(yàn)條件更加廣泛。

1.2 發(fā)生器的特性

新版發(fā)生器增加了330Ω 放電電阻，它與2000Ω 的區(qū)別在于，2000Ω 模擬的是人體直接通過皮膚放電，330Ω 模擬的是人體通過金屬部分（例如鑰匙、工具等）放電，使用330Ω 電阻試驗(yàn)要比使用2000Ω 電阻試驗(yàn)更為嚴(yán)酷。

2 新舊標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法比對(duì)

2.1 空氣放電

舊版規(guī)定空氣放電端安裝在ESD 模擬器上，距離被試設(shè)備至少15mm，放電端垂直士15°對(duì)準(zhǔn)放電位置，以速度不大于5mm/s 緩慢靠近直至放電。而新版規(guī)定空氣放電，接近的速度應(yīng)為0．1m/s～0．5m/s，實(shí)際操作時(shí)ESD 發(fā)生器應(yīng)盡可能快地接近DUT，直到放電發(fā)生或放電尖端接觸放電點(diǎn)，且不會(huì)損壞DUT 或發(fā)生器，因?yàn)榉烹婋姌O的接近速度影響注入電流上升時(shí)間和幅度[1]。

2.2 間接放電

舊版對(duì)于間接放電沒有要求，而新版本對(duì)間接放電做了明確要求，具體如下，接觸放電應(yīng)施加在DUT 每側(cè)的水平耦合板上（ESD脈沖應(yīng)施加在水平耦合板的邊沿），DUT 放置在水平耦合板上，其表面應(yīng)距水平耦合板上最近的放電點(diǎn)為0．1m，對(duì)HCP 的邊沿施加放電時(shí)，要調(diào)整DUT 的位置以保持其表面和水平耦合板的邊沿之間的距離為0．1m，如果DUT 安裝時(shí)直接與車身連接，試驗(yàn)時(shí)將其直接放置在HCP 上進(jìn)行，如安裝時(shí)不與車身連接，試驗(yàn)時(shí)DUT與HCP 之間應(yīng)放置絕緣墊。

DUT 與外圍設(shè)備連接，試驗(yàn)線束的長度為1．5m～2．5m，部件之間最小距離為0．2m，試驗(yàn)線束沿著HCP 的邊緣平行放置，距離HCP 的邊緣為0．1m，線束應(yīng)捆扎并放置在絕緣塊上。發(fā)生器的放電回線應(yīng)距DUT 和其它電纜至少0．2m，實(shí)驗(yàn)桌應(yīng)距離其它導(dǎo)電結(jié)構(gòu)至少0．1m。所有的間接放電試驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)施加放電50 次。對(duì)HCP的放電，連續(xù)單次放電之間的時(shí)間間隔應(yīng)大于50ms，對(duì)HCP 進(jìn)行放電時(shí)，當(dāng)放電電極接觸HCP 邊緣，應(yīng)和HCP 位于同一平面內(nèi)。HCP 的水平平面不進(jìn)行放電。

3 新舊標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)過程比對(duì)

3.1 模塊帶電模式

舊版規(guī)定了放電電容為330pF，每個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)放電間隔至少5s，空氣放電時(shí)，距離被試設(shè)備至少15mm，放電端垂直士15°對(duì)準(zhǔn)放電位置，以速度不大于5mm/s 緩慢靠近直至放電。對(duì)于試驗(yàn)布置沒有具體的要求，而新版明確規(guī)定放電電容為330pF 或150pF，電阻為330Ω，DUT 與外圍設(shè)備連接，試驗(yàn)線束的長度為1．5m～2．5m，部件之間最小距離為0．2m，試驗(yàn)線束沿著HCP 的邊緣平行放置，距離HCP 的邊緣為0．1m，線束應(yīng)捆扎并放置在絕緣塊上。發(fā)生器的放電回線應(yīng)距DUT 和其它電纜至少0．2m，實(shí)驗(yàn)桌應(yīng)距離其它導(dǎo)電結(jié)構(gòu)至少0．1m。放電間隔至少1s，并要確保在下次放電前電荷消除[2]。

3.2 模塊不帶電模式

舊版規(guī)定直接接觸放電每個(gè)電壓等級(jí)下，至少6 次放電影響，每次放電后，被試設(shè)備的殘余電荷都應(yīng)以下列順序用1MΩ 的電阻器短接泄地，空氣放電距離被試設(shè)備至少15mm，放電端垂直士15°對(duì)準(zhǔn)放電位置，以速度不大于5mm/s 緩慢靠近直至放電。每次放電后，被試設(shè)備的殘余電荷都應(yīng)以下列順序用1MΩ 的電阻器短接泄地，建議被測設(shè)備應(yīng)至少能承受±4kV 的直接接觸放電而不損壞。新版規(guī)定對(duì)于不帶電模式要求接地線應(yīng)包含2 個(gè)470kΩ的電阻，試驗(yàn)如有要求，DUT 和HCP 之間應(yīng)使用靜電耗散墊，發(fā)生器的放電回線應(yīng)距DUT 和其它電纜至少0．2m，實(shí)驗(yàn)桌應(yīng)距離其它導(dǎo)電結(jié)構(gòu)至少0．1m。放電間隔和試驗(yàn)電壓按照帶電模式的測試要求進(jìn)行測試。

3.3 整車測試

舊版規(guī)定放電模式只有空氣放電，以速度不大于5mm/s 緩慢靠近直至放電，對(duì)車內(nèi)可觸及的點(diǎn)施加，采用330pF、2000Ω 放電端，對(duì)車外及進(jìn)入車內(nèi)過程中可方便觸及的放電點(diǎn)，采用150pF、2000Ω 放電端，每種電壓正負(fù)3 次，試驗(yàn)間隔時(shí)間至少5s。

新版放電模式有空氣放電和接觸放電，對(duì)車內(nèi)可觸及的點(diǎn)施加，發(fā)生器的電容為330pF，電阻為330Ω 或2kΩ，最大試驗(yàn)電壓為15kV，對(duì)車外可觸及的點(diǎn)施加，發(fā)生器的電容為150pF，電阻為330Ω 或2kΩ，最大試驗(yàn)電壓為25kV，另外規(guī)定了ESD 發(fā)生器放電回線的接法，對(duì)車內(nèi)可觸及的部件，ESD 的放電回線應(yīng)直接連接到車身的金屬接地上，對(duì)盡可在車外觸及的部件，ESD 發(fā)生器的放電回線應(yīng)直接連接到車身的最近金屬接地上或直接連接到距離放電點(diǎn)最近的車輪下金屬板上[3]。

另外新標(biāo)準(zhǔn)還增加了一些內(nèi)容，比如增加了對(duì)試驗(yàn)場地的介紹，增加了附錄B 電流靶設(shè)計(jì)指南，附錄D 零部件放電試驗(yàn)方法選擇指南，附錄E 零部件通電試驗(yàn)的可選試驗(yàn)布置和試驗(yàn)程序的介紹等。

4 結(jié)語

在比對(duì)的過程中不難發(fā)現(xiàn)，新版標(biāo)準(zhǔn)與舊版的區(qū)別有很大不同，新版標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容更加詳細(xì)，里面的試驗(yàn)內(nèi)容也更加模擬實(shí)際，更能反映實(shí)際的狀況，它的實(shí)施對(duì)道路車輛電氣/電子部件對(duì)靜電放電抗擾性的試驗(yàn)有重要影響，希望能夠?yàn)樾掳鏄?biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用提供一些參考和幫助。