必一运动官网:汽车电子的防静电技术

　　3、厂商还难以与国外厂商竞争的主要原因之一。产生的静电放电，是汽车电子的一个主要干扰源。因汽车质量关系到人们生命和财产的安全，所以汽车电子的防静电要求比家电等电子产品的更加严格。1 静电的产生：两种不同的物体相互摩擦时，因不同物质的原子核束缚电子的能力不同，一个物体的一部分电子会转移到另一个物体上，这样，得到电子的物体因获得多余的电子而带负电荷，失去电子的物体因缺少电子而带等量的正电荷。这种通过摩擦产生静电，称为：摩擦带电。（表1-1）摩擦产生的电荷量与物体的材质、数量、空气的相对湿度有关：（表1-2）2 静电的危害：当物体上的静电电荷积累到一定程度，在与另外一个物体接触时，就会通过这个物

　　4、体到大地的阻抗进行放电，产生很大的脉冲电流。产生的静电放电，是汽车电子产品的一个主要干扰源。（1）静电放电而引起的近场电磁场变化，可能会造成产品误动作。（2）静电放电会使汽车电子元件被击穿而损坏，造成产品误动作或失效。通常，MOS类IC、以及高频器件对静电很敏感，最容易受静电而损坏。3 静电放电抗扰度试验:静电放电抗扰度试验是模拟在低湿环境下，通过摩擦带电的在与电子设备接触过程中对设备放电来验证汽车电子设备的耐静电能力。 3.1 静电放电的模拟:图3-1 为静电放电发生器的基本电路和放电电流波形。表3-1为静电放电波形参数:(接触放电)3.2ESD模型（human ESD mode

　　5、l）用电容、电压和电阻来模拟在汽车环境下作为静电电荷源的特性。 模型参数：见表3-23.3 试验装置:(1)静电发生器和放电枪:图3-3 为NoiseKen公司产的ESS-2002/TC-815R。放电枪头有尖头和半圆头两种，分别用于接触放电和空气放电。放电枪静电发生器图3-3V图3-4 为放电枪可更换放电电容和电阻。充放电容弹簧 放电电阻 电极图3-4(2)接地板（Ground Plane）接地板是作为被试设备、ESD模拟器和辅助设备的公共参考电位的金属板，材质使用铜、铁等，厚度大于1mm。试验品以及设备的地连接接地板,接地板的地是和大地连接。(3)绝缘板 (Insulation B

　　6、lock)绝缘板使用非吸湿性的绝缘料，周边比试验品大20mm以上，厚度为252.5mm。3.4 试验:试验环境:见表3-3 3.4.1 试验1:电子模块通电运行试验（1）试验目的：在实车状态由于操作施加静电时，确认电子模块的动作和耐静电能力。（2）选择试验条件：电子模块按照表3-4进行分类： 静电施加的位置：对车内各暴露于表面的按键、开关等操作件，或乘员容易触及的表面及端子进行试验。输入输出端子处施加是在每个端子线束上直接施加。施加静电电压：根据表3-4电子模块的分类，从表3-4中选择施加的试验电压。A类选择等级（此等级国标未要求）,B类和选择等级。试验模式：按表3-2模型参数选择：对

　　7、点火开关直接相连端子选择模式1，位置选择模式2。（3）试验设置:试验如图3-5设置，按照实车状态，电子模块如果通过金属外壳或支架和车身接地，那么不使用绝缘板。试验品和负载等连接的线m。使用电池供电，连接正规的负载或类似的模拟负载。（4）试验方法:试验按接触放电和空气放电进行，接触放电为首选方式，在不能用接触放电的地方才采用空气放电。接触放电：接触放电端（尖头）对可触及的放电点按选择的电压进行直接接触放电。空气放电：空气放电端（半圆头）从距离被试电子模块至少15mm，以5mm/s速度靠近，直至放电。按选择的空气放电电压等级测试各点。 3.4.2 试验2:电子模块不通电

　　8、试验（1）试验目的：在工厂组装和搬运时，作业人员施加静电，确认电子模块的耐静电能力。 （2）选择试验条件：静电施加的位置：对电子模块组装和搬运时可能触及的连接管脚、壳体，按键、开关显示以及所有的端子进行试验。施加静电电压：根据表3-4电子模块的分类，从表3-5中选择施加的试验电压。A类选择等级（此等级国标未要求）,B类和选择等级。试验模式：选择模式2。（3）试验设置:试验如图3-6进行设置,静电发生器的地端与接地板相连接，试验品安放在静电消耗材上，以便释放（试验品）机架积聚的电荷。（4）试验方法:试验方法同试验1。另外每次对试验品放电后，试验品的残余电荷应用1M电阻对地短接进行释放。4 防

　　9、静电的设计对策：4.1 静电放电的机理：带静电的导体靠近另一导体时，两个导体间会产生很强的电场，当导体间的电压超过它们之间的空气和绝缘介质的击穿电压时发生静电放电，瞬间产生很强的电弧电流。4.2 防护静电的对策：4.2.1介质隔离：通过绝缘介质把内部电路和外界隔离开来，避免静电放电的发生。4.2.2屏蔽：使用金属或塑料中加入导电材料的外壳，把内部电路屏蔽起来防止静电放电电流冲击内部电路。4.2.3接地：接地为静电放电提供一条低阻抗通道，可以释放积累的电荷，有效防止静电放电。例如：汽车使用导电橡胶把车身与大地相连接，把汽车行驶时车身与空气中的浮颗粒摩擦产生的静电释放掉。4.2.4电路设计对策：设

　　10、备中不用的输入端不允许处于不连接或悬浮状态，而应当直接或通过适当电阻与地线）在信号电路上加阻容元件：串联电阻能有效限制尖峰电流，根据输入阻抗、漏电流等来决定最适合的电阻值，一般取110K。（图4-1）并联到地的电容能限制瞬间的尖峰电压。一般取1000P1F。（图4-2）（2）加电压瞬变抑制器或瞬变电压吸收二极管：如图4-3，在容易受到静电的检测开关电路中加二极管D。 （3）PCB板的布线：良好的PCB设计可以有效地减少ESD干扰对产品造成的影响，这也是电磁兼容设计中ESD设计部分的一个重要的内容。例如：增大线宽以容纳ESD大电流。易受ESD的元件的地线和对ESD敏感元件的地

　　11、线控制软件：除了硬件措施外，软件抑制方案也是减少系统锁定等失常的有效方法。5 防静电的作业对策：静电对策的基本方法是：防止半导体器件发生静电带电，带电后的电荷通过适当地方式放电。（如果半导体器件进行快速放电会引起器件损坏）。所以要防止在运输中振动引起的摩擦带电，并且要注意加工的环境。还有作业人员对静电知识的了解也是很重要的。以下是器件的包装对策和使用时注意事项的介绍。5.1包装：半导体器件的耐静电比较弱，所以包装基本采用以下的防静电对策。5.2 搬运：为防止行走时带电和台车搬运时带电，地面要安装导电垫或铺设导电漆面。作业人员穿的鞋必须是导电的，在台车上要有

　　12、金属链以及使用导电的轮子，台车的台面上需要有与地线)半导体器件拿的方法：不要接触半导体器件和PCB板的端子。(2)戴防静电腕带，腕带系统对地电阻值应在106108范围内，作用是把所带的静电释放掉。接地导线)湿度管理：相对湿度低时，因电荷的扩散减少，容易发生静电。冬天特别地干燥，推荐使用加湿器等使相对湿度控制在：4060%(4) 离子风静电消除器：半导体器件在自动化生产时如果使用接地来防止静电的发生很困难时，使用离子机来作为除电的对策也是有效的。离子机是可以产生离子而中和静电的装置。(5)在地面和工作台上铺设导电垫：在地面和工作台上铺设导电垫。金属做的工作台为防止静电快速放电，也需要铺导电垫。作业人员也必须穿导电鞋。参考文献：1、 钱振宇.3C认证中的电磁兼容测试与对策.电子工业出版社,2004。2、 GB/T 19951-2005 道路车辆 静电放电产生的电骚扰试验方法。

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