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标题: 【最新解密】静电测试水平耦合板为什么接两个470K电阻，其作用是什么 [打印本页]

作者: 桃花岛主 时间: 2011-7-24 20:22
标题: 【最新解密】静电测试水平耦合板为什么接两个470K电阻，其作用是什么
受某一专家指点，最终完全搞清楚了，在此总结下，和大家分享，共同成长吧。

根据标准，静电放电时都要进行接触放电中的间接放电试验，具体是测试桌上铺一水平耦合板，边上同时立一垂直耦合板，然后用静电枪对水平和垂直耦合板进行放电，看设备有无受到影响。这一测试是主要模拟人体对受试设备边上其它物体放电（简单点如手拿钥匙），间接测试受试设备有无受到影响。

按照标准，水平耦合板和垂直耦合板都是通过2个470K的电阻接地，而且2个电阻分布在接地线两端，这下问题来了：
1. 这两个电阻什么作用？
2.为什么用2个470K电阻？
3. 这两个电阻为什么在接地线两端？

第一个问题或许大家知道，因为对水平耦合板和垂直耦合板放电是通过瞬态的电磁场和静电场影响设备，所以这两个电阻就是为防止静电荷沿地线快速泄放，静电场也就产生不了了；另外高阻抗容易积累电荷，最终电荷也是积累到这些电阻释放掉了。
第二个问题是因为人体对地电阻大约1M，两个470K电阻正好差不多；
第三个问题是将2个电阻放两端，因为阻抗不匹配，因此静电荷产生的电流会在两个电阻间来回反射直至消失，减少了流到地上的电流。

作者: rubbishman 时间: 2011-7-25 10:17
回复 1# 桃花岛主

岛主，关于第三个问题到底如何解释？按你说的，电阻置于地线两端不匹配，为什么呢？按我的理解这种摆放方式应该是匹配状态的，匹配时防止反射发生造成干扰。

作者: 桃花岛主 时间: 2011-7-25 19:26
电阻的阻抗和地线肯定不匹配，根据信号完整性原理，不匹配时会造成信号反射，那么，地线-电阻-地线-电阻-地线这种情况不就来回反射吗？

作者: haihun 时间: 2011-7-27 09:08
电阻置于两端，是因为要测试两个极性的电压，保证每个方向的电流都要先经过电阻。

作者: 孔今 时间: 2011-7-27 20:07
回复 4# haihun

有一定的道理。

作者: li-0165 时间: 2011-7-28 17:05
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作者: 西风独凉 时间: 2011-8-27 21:48
在生活中，人体与仪器间发生静电放电后，电荷是通过人体走了，还是通过仪器走了？将对此贴持续关注中！！！

作者: 桃花岛主 时间: 2011-8-27 22:08
回复 7# 西风独凉

应该是人体、仪器和大地这个回路；
静电放电也是一种电流，电流需要环路，人体与大地的分布电容即人体电容、仪器接地（无接地时为壳体或线缆对地分布电容）这就构成了静电放电的环路；
撇开人体谈仪器或撇开仪器谈人体，应该都不是正确的。

作者: 西风独凉 时间: 2011-8-28 10:44
我总觉得，470k这两个电阻解释为模拟人体对地的电阻值这个有点牵强，或者说我还没理解到位。因为这两个电阻用在三种情况下：1）垂直耦合板，2）水平耦合板，3）不接地设备壳体；前两种情况是模拟其他电子设备esd时对受试设备的影响，三种情况都是为了使仪器上的电荷按照一定规范排放掉。那又为什么是模拟人体与大地的阻抗呢？静电放电枪不就是用来模拟人体放电模型的吗?另外，如果是模拟人体与大地的电阻，为什么不在放电枪的放电回路电缆上连接这470k的两个电阻呢？

作者: 西风独凉 时间: 2011-9-1 20:51
怎么没人跟帖了，呵呵

作者: 桃花岛主 时间: 2011-9-1 22:17
回复 9# 西风独凉

我觉得静电枪放电回路接这两个电阻也可以，反正都是这个泄放回路，但是你要是放静电枪这边，是不是更麻烦，这个本来随便找个接地线都可以的事情，现在还要找2个电阻，如果这线丢了，是不是有得重新做，而接到耦合板，什么时候也在；另外在耦合板端，是不是更能延迟耦合板电荷泄放，容易形成电场。

作者: 西风独凉 时间: 2011-9-4 19:35
我个人理解这两个电阻应该是模拟eut与地面的绝缘电阻。不知道对不？

作者: li-0165 时间: 2011-10-11 14:42
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作者: rarkii 时间: 2011-10-11 16:51

这么热闹，晚上再来回帖

作者: taybi 时间: 2011-12-10 18:55
好久没来论坛，岛主所言甚是呀，学习了。特别是感觉有了新收获，是4楼的兄弟所言：“两个电阻分别置于两端为了在不同极性下都先经过电阻”。
模拟人体阻抗1M，可以再讨论讨论。人体阻抗根据环境、每个人的身体组织液、性别、年龄大小都有关系，百度了一个“一般在干燥环境中,人体电阻大约在2kΩ左右;皮肤出汗时,约为lkΩ左右;皮肤有伤口时,约为800Ω左右。人体触电时,皮肤与带电体的接触面积越大,人体电阻越小。”。其实百度的这个电阻和我们讨论ESD的人体模拟电阻应该还不一样，个人觉得应该遵循61000-4-2的300ohm来计算，这是标准的人体静电模型。

作者: douaiyu 时间: 2012-4-20 20:39
终于搞懂了点了，不过阻抗匹配，信号完整性这块还得好好补补

作者: rarkii 时间: 2012-4-20 22:01
(, 下载次数: 28)
今天参加了一个研讨会，针对此问题，问了一个中国的EMC资深人士，废话少说，还是来公布下结论，分享下领悟：

1.两个470K电阻就是为了提高一个时间T来使得耦合板子的电压不马上消散，ESD电荷的瞬态电压直接干扰到设备，如果没有这两个电阻那么电荷直接到大地了，耦合板又怎么能干扰EUT，只能说接地的细长的导线的寄生电感效应来干扰设备了；

2.为什么是用两个470K电阻？
3.为什么接在线缆的两端？

对于2 3两个问题，两个470K电阻就是为了提高一个时间T=2.2RC=2.2*1*10【6】*(150pF+510pF）=10ms来把电荷的电压消散到没有（无限趋近与零）；对于最后一个问题，线缆的两端串入了470K电阻，这是为了减少两端的线长而产生的寄生电感效应而产生的辐射耦合效应，而对于中间经过电阻过来的电波已经十分弱小，那么中间这段的电感效应几乎可以忽略。

作者: rarkii 时间: 2012-4-20 22:29
ESD电荷消散回路应该还要考虑到铁板与参考接地板的电容。
(, 下载次数: 25)

作者: ywg1011 时间: 2012-4-20 23:09
回复 18# rarkii

定义那个10ms有什么特殊的要求么？为什么不是二十毫秒呢？

作者: rarkii 时间: 2012-4-20 23:26
这个没有特殊的意义，20ms也是可以的，不过人家统一了一下而已，10ms是我估算出来的，指数脉冲从90%幅度衰减到10%幅度的值 ln9 RC约等于2.2RC

作者: rarkii 时间: 2012-4-22 01:15
谢谢rarkii 精彩、易懂的讲解。这下我弄清楚了。
但是有个问题，还是需要请教你了：
（1）金属外壳电子产品在ESD测试中，通过绝缘垫放在桌上的金属板上（该金属板通过两个470K的电阻与参考地相连）。
（2）金属外壳电子产品，有两根接地线，其中一根是AC220V电源上的PE，直接与开关电源的PE脚相连，并通过开关电源外壳与机箱相连；另一根，是金属外壳电子产品上的（PE端子），实际应用到，与系统地（大地）通过黄绿相连。
（3）在ESD、EFT、Surge实验中，金属外壳电子产品上的PE端子，是接桌上的金属板，还是与参考地相连，或者不连接（仅通过单相3芯电源的PE与大地相连）。（我遇到几家EMC测试实验室，他们的做法不相同）
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金属外壳产品有分类：机柜式也就是大多数情况适合摆在地上的，柜台式的适大多数情况合摆在柜台上的，还有一种两种情况都适合，想想实际的应用环境我们应该知道怎么放置了。
机柜式的产品一般都有安全接地线，外壳本来就是金属，如果机器放在楼上，想想我们该怎么去接地，不可能在所有楼都有接到大地的接地平板吧，那么机柜式的产品只能通过插座来接地了吧；
同样，柜台式的产品，柜台是否为金属，是否接了大地？如果柜台是金属的，柜台与大地的电阻是多少？如果是金属的，假设与大地的电阻是M欧姆，人摸着金属柜台表面，静电不平衡（电荷多少，电平不同等等）就会产生放电，这不跟我们打耦合板很能比拟了吧。
讲到这里，你的第三个问题就应该有结论了，可以考虑最多的组合，但是概率最大，也就考虑风险最大的还是插在插座里的场合。

作者: rarkii 时间: 2012-4-22 01:18
浮地产品（譬如手持机），在一些实验室除了间接放电外，还可能在塑料外壳上贴一片铜箔，该铜箔通过470K电阻与参考地（大地）相连，然后ESD枪对铜箔放电（接触）。
如果有外露的金属部分，ESD枪直接对其金属放电。
请问该类测试方法，是否合理。
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这个倒是合理的，手持机放在手上，人体有电荷和电平，当靠近或者持有手机的那瞬间，平衡破坏，两种情况，只是瞬态，第二个就是击穿空气间隙；

接触放电这个方法在以后的标准中一定会发展，以后估计就没有接触放电了，实际ESD静电中，人没有接触到物体，空气已经被击穿，空气成为导体，当再次接触后，以后是第二次ESD平衡，如果再分开就是第三次ESD平衡了。国际标准中只是说了保持测试的可重复性，所以设定了接触放电。

作者: 桃花岛主 时间: 2012-4-24 20:54
美丽讲的不错，赞一个！
两端接电阻减小辐射还是第一次听说，不过道理也说的过去。

作者: rarkii 时间: 2012-5-2 11:27

作者: xcl1106 时间: 2012-8-11 10:53
谢谢大虾们的精彩讲解！

我是刚接触EMC的菜鸟，针对的产品是变频器。
总结一下大虾们的观点：
1. 要对耦合板打静电，需要一个回路，所以耦合板要与PE有连接，这个连接的电阻肯定不能太小，否则电荷很快释放，达不到耦合干扰目的。电阻值应该不是模拟人体阻抗，人体阻抗是变化的，安规标准中人体典型阻抗为2K，漏电流测试表中就是串了一个2K电阻来模拟人体阻抗的。
2. 电阻接在两端，正负极性及寄生电感方面的考虑更有道理。

对于标准的理解众说纷纭，我们只能看谁说得得更有理，也许只有制定标准的人才知道真正的目的是什么。
我亲身经历的，同样是UL认证实验室，中国实验室内和UK实验室对UL508C标准的理解都有不一样的地方。

作者: walterP 时间: 2012-8-14 18:47
这样的帖子要多啊，绝对的新手福利！又解决了一个看不懂的地方。。。，希望各位大虾多多发表对标准中设置的看法

作者: 西风独凉 时间: 2012-8-14 20:44
回复 18# rarkii

两个问题，510pF怎么来的？10ms见于哪个标准？谢谢！

作者: rarkii 时间: 2012-9-11 18:39
510pF取的是人体的典型负载电容， 10ms没什么标准，只是让电荷消散到一定程度的时间
由于ESD效果集中在300ns，也就是0.3ms之内，充电或者放电结束后我们要清除残余电荷，当然速度我们取的不是很快，不至于很大的DV比DT，或者DI比DT

作者: walterP 时间: 2012-9-18 10:16
回复 22# 化二为一

我看到都是接GRP，接不接地主要看实际中eut会不会接地，如果接HCP，那么根据上面的讨论，电荷会有10ms的泄放时间，会形成额外的静电辐射场对其造成干扰，那直接接触放电试验也就包含水平耦合板的间接放电试验了。

作者: flyfox7 时间: 2012-9-27 14:01
受益匪浅。

作者: yuanfang 时间: 2013-3-5 11:19
学习了，很有收获

作者: zzbsfere 时间: 2013-3-5 18:31
回复 4# haihun

认同

作者: 阿飞小白 时间: 2013-3-5 20:10
咱们论坛有力量。

作者: emcbbs 时间: 2013-3-5 22:07
学习路过

作者: u3014 时间: 2013-5-3 15:27
终于，弄懂了，谢谢大家！

作者: 奋进 时间: 2013-10-14 09:13

桃花岛主发表于 2011-9-1 22:17
回复 9# 西风独凉

岛主，我觉得这两个电阻放在静电枪的回路电缆上是不行的。因为静电枪的回路电缆是接参考接地板上的，而参考接地板又接在大地的地桩上，这条回路电缆也可以理解为是直接地桩用的，其目的是采集大地的“零电位”，而静电放电枪也是以这个“零电位”为基准。如果这条回路电缆接两个470K的电阻的话，静电枪和地桩之间就会有一定的电势差。这样放出来的静电电压就没有理想中的那么准确了。

作者: hmily12345 时间: 2014-10-19 17:04
先顶后看

作者: hmily12345 时间: 2014-10-19 17:09
先顶后看

作者: liuwanlihao1 时间: 2015-9-25 11:22
这个讲的太好了，论坛都是高手啊

作者: tianhaoujs 时间: 2015-9-25 17:00
学习

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