在静电放电(ESD,Electrostatic Discharge)测试中,垂直耦合板(Vertical Coupling Plane, VCP)和水平耦合板(Horizontal Coupling Plane, HCP)是模仿装备在实际环境中因静电放电产生的间接耦合效应的关键工具。
为什么需要耦合板?
- 直接放电 vs 间接放电:
- 直接放电:静电枪直接接触EUT(测试装备接触点的抗扰度)。
- 间接放电:通过耦合板模仿静电对附近导体的耦合效应(更接近真实场景)。
- 覆盖实际风险:
据统计,50%以上的ESD故障由间接耦合引起(如人体触摸桌面后静电传递到装备)。
静电放电测试中水平耦合板的作用:
(1)水平耦合板(HCP)
模仿场景:模仿装备放置在桌面或靠近导电平面的环境(如办公桌、金属机柜附近)时,静电通过附近导体耦合到装备的干扰。
主要功能:提供静电电流的间接耦合路径,测试装备对水平方向ESD干扰的抗扰度用于测试装备的非金属表面(如塑料外壳、显示屏)或接口附近的抗干扰本领。
静电放电测试中垂直耦合板的作用:
(2)垂直耦合板(VCP)
模仿场景:模仿装备靠近垂直导体(如墙壁、金属框架)时,静电通过空间辐射或导体耦合的干扰。
主要功能:测试装备对垂直方向ESD耦合的敏感性,尤其是装备侧面或端口的抗扰度。评估装备在复杂电磁环境中的稳定性(如工业控制柜、车载电子)。
结构与安装要求:
耦合板与EUT的间距(0.1m)模仿真实环境中静电通过附近导体的耦合距离。470kΩ电阻用于模仿静电放电的自然衰减,制止直接短路导致测试失真。
参数水平耦合板(HCP)垂直耦合板(VCP)质料金属(铜或铝),厚度≥0.25mm同HCP尺寸1.6m × 0.8m(IEC尺度)0.5m × 0.5m(典型尺寸)安装位置平行于EUT底面,间距0.1m(非接触)平行于EUT侧面,间距0.1m接地方式通过2只470kΩ电阻串联接地(限流)同HCP 测试方法(以IEC 61000-4-2为例):
(一)水平耦合板测试:
1.将EUT置于绝缘支架上,HCP平行放置于EUT下方(间距0.1m)
2.对HCP施加ESD(如±4kV接触放电或±8kV氛围放电)监测EUT是否出现重启、误动作等故障。
3.监测EUT是否出现重启、误动作等故障。
(一)垂直耦合板测试:
1.VCP平行放置于EUT侧面(间距0.1m)。
2.对VCP中央位置施加ESD,观察装备相应。
实行等级:
IEC61000-4-2制定了五级的试验等级,包罗了4个试验等级和1个开放等级。一样平常电子产品过的CTA认证,要求静电等级为3,即接触6kv,氛围8kv。
1a 接触放电1b 氛围放电等级试验电压KV试验电压KV1222443684815X特殊特殊 常见题目与留意事项:
相应的接触放电和氛围放电的静电枪的枪头是不同的,接触放电的头是尖头,方便接触,而氛围放电的枪头是圆头。
- 耦合板未接地:
会导致静电电荷无法泄放,测试结果不准确(必须通过470kΩ电阻接地)。
- 水平耦合版上面有一层绝缘胶垫。
非接地装备放电之后,需要用毛刷泄放电荷:
- 间距错误:
间距过大(>0.1m)会低估耦合效应,过小(<0.05m)可能引发电弧干扰。
- 质料替换:
禁用非金属板(如亚克力),因其无法模仿导体耦合特性。
总结:
1.HCP:模仿水平方向静电耦合,测试装备底面的抗干扰本领。
2.VCP:模仿垂直方向耦合,评估侧面或端口的ESD敏感性。
3.核心目的:通过间接放电测试,确保装备在复杂电磁环境中的可靠性。
图片来源于百度。
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