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汽車電子組件靜電放電標(biāo)準(zhǔn)比較

更新時間:2022-06-08      點擊次數(shù):2538

車電子組件認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國家或地區(qū)的不同,測試標(biāo)準(zhǔn)可能也隨之不同,可能采用國家標(biāo)準(zhǔn),也可能采用國際標(biāo)準(zhǔn),也可能采用汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。為了汽車組件產(chǎn)品更好的復(fù)合各地區(qū)的要求,我們將對不同靜電放電標(biāo)準(zhǔn)進行比較分析。

圖片

靜電放電標(biāo)準(zhǔn)主要由國際標(biāo)準(zhǔn),IEC61000-4-2,ISO 10605 和各汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組成。


表1 靜電放電測試標(biāo)準(zhǔn)

汽車車廠商

測試標(biāo)準(zhǔn)

引用標(biāo)準(zhǔn)

通用

GWM 3097

ISO 10605

大眾

TL82466-2005

ISO 10605;IEC61000-4-2

中國一汽

Q-FC-CC06-001

ISO 10605

名爵

MGR-62-21-627

ISO 10605

福特

ES-XW7T-1A278-AC

ISO 10605

雪鐵龍

B21-7110

ISO 10605

克萊斯勒

DC-11224

ISO 10605;IEC61000-4-2

寶馬

BMWGS95002

ISO 10605

注:從表中可以看出,國際標(biāo)準(zhǔn)一直是企業(yè)或?qū)嶒炇易冯S的標(biāo)準(zhǔn),都在其基礎(chǔ)上進行修改,大眾和克萊斯勒參考了ISO10605和IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)。


靜電放電原理

靜電是通過兩個物體之間因摩擦而不能轉(zhuǎn)移,這些積累的電荷就產(chǎn)生了靜電,靜電放電可以通過傳導(dǎo)和輻射兩種方式對電子元件、PCB干擾,影響系統(tǒng)工作,靜電放電基本上分為2種模型,1.各種電子設(shè)備帶電引起的靜電;2.人體電荷引起的靜電,而汽車組件的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要是依據(jù)人體模型進行模擬靜電放電的。下圖是人體模型的原理圖,其中電阻代表人體電阻,電容C是代表人體的電容。

 

 

試驗方法及測試布置

1試驗環(huán)境要求

表2 環(huán)境要求

標(biāo)準(zhǔn)

溫度

濕度

IEC610004-2

15℃~30℃

30%~60%

ISO  10605

(25±10)℃(選20℃)

20%~60%(選30%)

GWM  3097-2012

(23±3)℃  (選20℃)

20%-40% (選30%)

TL82466-2005

(25±10)℃(選20℃)

20%~60%(選30%)

Q-FC-CC06-001-2013

(23±5)℃

20%~60%

MGR-62-21-627

(25±10)℃

20%~60%

ES-XW7T-1A278-AC

(23 ±3) ℃ (選20℃)

20%~40% (選30%)

B21-7110

15℃~35℃(優(yōu)選20℃)

20%~60%(優(yōu)選30%)

DC-11224

/

/

BMWGS95002-2010

/

/

注:我們通過靜電放電原理可知, 靜電與環(huán)境有很大關(guān)系,通常溫度越低,濕度越低,越容易產(chǎn)生靜電,上表中可看出,每個車企業(yè)的要求接近于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),要比基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)要求嚴(yán)格,對于克萊斯勒和寶馬企標(biāo)里并沒有明確說明溫濕度要求,但是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的追溯原則,需要向上級追溯,所以還是以ISO 10605要求為準(zhǔn)。


2靜電發(fā)生器輸出特性的要求

ISO 10605:2008標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了接觸放電電流波形,給出校驗波形的上.升沿和電流峰值而且還給出校驗t1和t2處(不同的RC組合有不一樣的t1和t2)的電流值,見表3。

表3 接觸放電模式的電流特性

放電網(wǎng)絡(luò)類型

峰值電流/充電電壓A/kV

允差

%

在t1 時的電流/充電電壓A/kV

允差

%

在t2 時的電流/充電電壓A/kV

允差

%

150 pF / 330 Ω

3.75

±10

2

(t1 = 30ns)

±30

1

(t2 = 60 ns)

±30

330 pF / 330 Ω

3.75

±10

2

(t1= 65ns)

±30

1

(t2 = 130ns)

±30

150 pF / 2000 Ω

3.75

+30,0

0.275

(t1=180 ns)

±30

0.15

(t2=360 ns)

±50

330 pF / 2000 Ω

3.75

+30,0

0.275

(t1= 400 ns)

±30

0.15

(t2=800 ns)

±50

 

圖片

圖中:X 時間,ns ;Y 電流,A

1:330pF/330Ω

2:150pF/330Ω圖1 150pF/330Ω、330pF/330Ω在5kV 電壓下的放電波形

 

圖片

圖中:X 時間,ns ;Y 電流,A

1:330pF/2000Ω

 2:150pF/2000Ω圖2 150pF/2000Ω、330pF/2000Ω在5kV電壓下的放電波形

表4 放電網(wǎng)絡(luò)參數(shù)比較

標(biāo)準(zhǔn)

模塊試驗

敏感度分類試驗

IEC61000-4-2

150pF/330Ω

150pF/330Ω

ISO 10605

150pF/330Ω;330pF/330Ω

150pF/2000Ω;330pF/2000Ω

150pF/330Ω;330pF/330Ω

150pF/2000Ω;330pF/2000Ω

GWM 3097

150pF/2000Ω;330pF/2000Ω

150pF/2000Ω

TL82466-2005

330pF/330Ω

150pF/330Ω

Q-FC-CC06-001

150pF/330Ω

330pF/330Ω

MGR-62-21-627

330pF/2000Ω

150pF/2000Ω

ES-XW7T-1A278-AC

150pF/2000Ω;330pF/2000Ω

150pF/2000Ω

B21-7110

330pF/2000Ω

150pF/330Ω

DC-11224

沒有要求

150pF/330Ω; 330pF/330Ω

BMWGS95002

150pF/330Ω

150pF/330Ω

注:2kΩ電阻的試驗代表人體直接通過皮膚放電。而用330Ω電阻的試驗代表人體通過金屬部件,例如工具、鑰匙和戒指等的放電。用330Ω電阻的試驗要比用2kΩ電阻的試驗來得嚴(yán)格,在相同電阻情況下,電容越大,試驗越嚴(yán)格。


3、試驗方式

   對于ISO 10605:2008規(guī)定,放電有接觸放電和空氣放電兩種,測試時優(yōu)選接觸放電,對于縫隙和放電頭不能接觸到的地方,則選擇空氣放電,各汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也等同于此標(biāo)準(zhǔn)。

 對于IEC6100-4-2規(guī)定,放電有接觸放電,空氣放電和間接放電,對于引用此標(biāo)準(zhǔn)的汽車企業(yè)還要進行間接放電,例如,大眾,克萊斯勒。


4測試布置

   結(jié)合ISO 10605:2008標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn),其標(biāo)準(zhǔn)都有電子組件測試和為包裝搬運規(guī)定的電子組件敏感度分類試驗,對于整車靜電放電測試,部分車廠是要求的,這里主要對電子組件進行分析比較。


4.1、電子組件(帶電狀態(tài))

   根據(jù)ISO 10605:2008標(biāo)準(zhǔn)布置要求,水平耦合板通過兩個470 kΩ電阻(圖3中13所示)與地參考平面相連,將電池的負(fù)極接到水平耦合板上,被測物置于水平耦合板上(50 ± 5)mm并離開水平耦合板(HCP)的邊為0.1m, 靜電發(fā)生器的接地回路至少遠離被測物20cm。

圖片

圖3對帶電組件進行靜電放電試驗的配置

備注:圖中,1 被試設(shè)備 2 靜電放電發(fā)生器 3 靜電放電發(fā)生器的電源 4 非導(dǎo)電性桌子5 水平耦合板(HCP) 6 接地點 7 地線連接 8 被試設(shè)備的遙控部件9 外部設(shè)備 10 電池 11 絕緣支撐(如有需求) 12 絕緣塊13 470kΩ電阻 14 地參考平面(GRP,選件) 15 水平耦合板(HCP)接地


注: 汽車廠商的標(biāo)準(zhǔn)參考了ISO 10605,IEC 61000-4-2 標(biāo)準(zhǔn),但是有的廠商會根據(jù)自己的要求做了細(xì)微的調(diào)整,比如,接地電阻,因為放電的釋放也會根據(jù)接地電阻影響,雪鐵龍,福特企標(biāo)要求是1MΩ,克萊斯勒企標(biāo)并沒有要求測試帶電模式。


4.2  電子組件(不帶電狀態(tài))

ISO10605:2008標(biāo)準(zhǔn)要求靜電放電的試驗表面與其他導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)(如屏蔽室的導(dǎo)電面)的最小距離是0.1m。放電試驗時,被測物置于50mm的絕緣襯墊上,發(fā)生器的放電返回電纜應(yīng)距離被試設(shè)備至少0.2m ,靜電荷聚集可以通過快速連接泄放線具有高電阻(1MΩ)中被消除,見圖4配置。

圖片


圖4對不帶帶電組件進行靜電放電試驗的配置


備注:圖中,1 被試設(shè)備 2 靜電放電發(fā)生器 3 靜電放電發(fā)生器的電源 4 非導(dǎo)電性桌子 5 水平耦合板(HCP) 6 接地點 7 地線連接 8 消靜電的墊子


注:汽車廠商的標(biāo)準(zhǔn)主要參考了ISO 10605的不帶電組件測試布置,但是大眾,克萊斯勒汽車直接參考的IEC61000-4-2 測試布置,及測試方法,對于包裝搬運規(guī)定的電子組件敏感度分類試驗在進行模式放電時,主要根據(jù)人體模型,所以大眾參考IEC61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)是比較符合現(xiàn)場情況的,從表4可看出放電網(wǎng)絡(luò)150pF/330Ω放電能量要高與150pF/2000Ω,而不同的是克萊斯勒標(biāo)準(zhǔn)還要求進行場耦合測試。


5 試驗等級

參考ISO 10605附錄C要求,接觸放電 2 kV ~15 kV。空氣放電2 kV ~25 kV。

IEC61000-4-2 要求,接觸放電 2 kV ~8 kV,空氣放電2 kV ~15 kV并規(guī)定開放等級

 汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都是在這個標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進行試驗,但是最高是25KV。

 

6 試驗判據(jù)

 ISO 10605 標(biāo)準(zhǔn)附錄C規(guī)定了四種失效判定依據(jù),要求在每個測試等級完成后,都要對被測物進行評估,而汽車企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都會根據(jù)測試等級給出相應(yīng)的判定級別。



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