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          汽車電子組件靜電放電標準比較

          發布時間:2022-06-06 14:05

          汽車電子組件認證標準根據國家或地區的不同,測試標準可能也隨之不同,可能采用國家標準,也可能采用國際標準,也可能采用汽車企業標準。為了汽車組件產品更好的復合各地區的要求,我們將對不同靜電放電標準進行比較分析。

          靜電放電標準主要由國際標準,IEC61000-4-2,ISO 10605和各汽車企業標準組成。

          表1 靜電放電測試標準

          汽車車廠商

          測試標準

          引用標準

          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,國際標準一直是企業或實驗室追隨的標準,都在其基礎上進行修改,大眾和克萊斯勒參考了ISO10605和IEC61000-4-2標準。

          靜電放電原理

          靜電是通過兩個物體之間因摩擦而不能轉移,這些積累的電荷就產生了靜電,靜電放電可以通過傳導和輻射兩種方式對電子元件、PCB干擾,影響系統工作,靜電放電基本上分為2種模型,1.各種電子設備帶電引起的靜電;2.人體電荷引起的靜電,而汽車組件的基礎標準,產品標準和汽車企業標準主要是依據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試驗環境要求

          表2 環境要求

          標準

          溫度

          濕度

          IEC610004-2

          15℃~30℃

          30%~60%

          ISO  10605

          (25±10)℃(首選20℃)

          20%~60%(首選30%)

          GWM  3097-2012

          (23±3)℃  (首選20℃)

          20%-40% (首選30%)

          TL82466-2005

          (25±10)℃(首選20℃)

          20%~60%(首選30%)

          Q-FC-CC06-001-2013

          (23±5)℃

          20%~60%

          MGR-62-21-627

          (25±10)℃

          20%~60%

          ES-XW7T-1A278-AC

          (23 ±3) ℃ (首選20℃)

          20%~40% (首選30%)

          B21-7110

          15℃~35℃(優選20℃)

          20%~60%(優選30%)

          DC-11224

          /

          /

          BMWGS95002-2010

          /

          /

          注:我們通過靜電放電原理可知, 靜電與環境有很大關系,通常溫度越低,濕度越低,越容易產生靜電,上表中可看出,每個車企業的要求接近于產品標準,要比基礎標準要求嚴格,對于克萊斯勒和寶馬企標里并沒有明確說明溫濕度要求,但是根據標準的追溯原則,需要向上級追溯,所以還是以ISO 10605要求為準。

          2、靜電發生器輸出特性的要求

          ISO 10605:2008標準中規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

          放電網絡類型

          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

           

          靜電放電放電波形

          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 放電網絡參數比較

          標準

          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電阻的試驗來得嚴格,在相同電阻情況下,電容越大,試驗越嚴格。

          3、試驗方式

          對于ISO 10605:2008規定,放電有接觸放電和空氣放電兩種,測試時優選接觸放電,對于縫隙和放電頭不能接觸到的地方,則選擇空氣放電,各汽車企業標準也等同于此標準。

           對于IEC6100-4-2規定,放電有接觸放電,空氣放電和間接放電,對于引用此標準的汽車企業還要進行間接放電,例如,大眾,克萊斯勒。

          4、測試布置

          結合ISO 10605:2008標準和企業標準,其標準都有電子組件測試和為包裝搬運規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)

          根據ISO 10605:2008標準布置要求,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, 靜電放電發生器的接地回路至少遠離被測物20cm。

           

          圖3對帶電組件進行靜電放電試驗的配置

          備注:圖中,1 被試設備 2 靜電放電發生器 3 靜電放電發生器的電源 4 非導電性桌子5 水平耦合板(HCP) 6 接地點 7 地線連接 8 被試設備的遙控部件9 外部設備 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: 汽車廠商的標準參考了ISO 10605,IEC 61000-4-2 標準,但是有的廠商會根據自己的要求做了細微的調整,比如,接地電阻,因為放電的釋放也會根據接地電阻影響,雪鐵龍,福特企標要求是1MΩ,克萊斯勒企標并沒有要求測試帶電模式。

          4.2  電子組件(不帶電狀態)

          ISO10605:2008標準要求靜電放電的試驗表面與其他導電性結構(如屏蔽室的導電面)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,發生器的放電返回電纜應距離被試設備至少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。

          靜電放電發生器

          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 被試設備 2 靜電放電發生器 3 靜電放電發生器的電源 4 非導電性桌子 5 水平耦合板(HCP) 6 接地點 7 地線連接 8 消靜電的墊子

          注:汽車廠商的標準主要參考了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,主要根據人體模型,所以大眾參考IEC61000-4-2標準是比較符合現場情況的,從表4可看出放電網絡150pF/330Ω放電能量要高與150pF/2000Ω,而不同的是克萊斯勒標準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??諝夥烹? kV ~25 kV。

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

           汽車企業標準都是在這個標準的基礎上進行試驗,但是最高是25KV。

          6 試驗判據

           ISO 10605 標準附錄C規定了四種失效判定依據,要求在每個測試等級完成后,都要對被測物進行評估,而汽車企業標準都會根據測試等級給出相應的判定級別。


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