ESD抑制器抑制特性测试方法

依据国际电工委员会IEC 61000-4-2标准和国军标GJB 911-90,用静电放电模拟器和静电放电电流波形测试装置等设备对某型号静电放电抑制器的抑制特性进行了测试.测试结果表明:采用IEC 61000-4-2标准规定的电流靶结合法拉第笼的方法测试静电放电时通过抑制器的电流,能够保证电流波形不失真;而加在抑制器两端的电压须使用有效带宽足够宽的电压探头配合示波器来测量,同时应尽可能消除静电放电时产生的辐射场对电压探头的影响.     

静电放电电磁脉冲场对针板间隙流注放电的影响分析

为了分析自然环境下静电放电电磁脉冲场对针板间隙流注放电的影响,基于流体动力学理论,建立静电放电电磁脉冲场下流注放电模型,对大气压下10mm针板间隙流注放电过程进行了仿真,研究了静电电磁脉冲场对流注运动发展过程中电场与光子通量的影响,以及得到不同静电电磁脉冲场下流注放电间隙贯穿时间的变化规律。结果表明:无静电电磁脉冲场时,随着时间的推移流注不断向阴极发展,当流注头部靠近阴极时,流注头部电场强度逐渐增大,光子通量幅值亦迅速增长;通入静电电磁脉冲场后,相同时间内,电场向板极推进的速度明显加快,击穿电压阈值显著降低,随着静电放电输出电压的增加,流注贯穿间隙的时间逐渐减小。对于强电磁场环境下电子设备安全防护的研究具有参考意义。     

针电极曲率半径对微间隙空气放电击穿特性的影响

电极结构对低压、微间隙放电击穿特性有一定影响,为了揭示本安开关变换器电容输出短路放电机理,系统研究了电极曲率半径与击穿电压之间的关系。以电极结构对微间隙放电击穿规律为研究目标,围绕针电极曲率半径,采用坐标变换法求解曲率半径与电场分布及击穿电压之间的数学关系。基于该数学表达式及流体-化学动力学理论,提出了低压、微间隙条件下综合考虑场增强因子及曲率半径的二维轴对称针-板电极几何模型,通过研究曲率半径对电子数密度、电场畸变程度的影响,阐明曲率半径对空气放电击穿特性的影响规律,并结合微纳程控放电试验平台进行试验验证。结果表明：针电极表面电子数密度增加越快,电荷积聚效应越显著,阴极表面更易形成场致发射从而击穿间隙产生放电;相同电极间距下,曲率半径越小,畸变电场强度越大,击穿电压越低,当电极间距小于等于8μm时,曲率半径对电场畸变的影响程度大;当电极间距大于8μm时,电极间距对电场畸变的影响起主导作用。研究得出曲率半径与电极间距共同影响电场分布,为进一步揭示微间隙放电机理提供理论参考。     

静电放电参数低重复特性分析

静电放电发生时,由于气体压强、空气湿度、电极表面状况、环境温度等因素的影响,相关放电参数(击穿电压、电流、电场、磁场、峰值、弧长、上升斜率等)具有低重复特性。我们通过相关放电参数的处理来研究带电体和受电体之间间隙的电性质。从理论上和实验上深入研究放电间隙电性质的低重复特性,对于充分认识和把握静电放电的本质,对于静电放电危害的防护,有十分重要的理论意义和实际意义。通过改变静电放电发生器实验环境温度来获得相应的固定间隙放电情况下电流峰值的差异。试图从理论上对静电放电条件下所获得电流峰值的低重复特性加以初步的分析讨论。     

基于静电防护的TVS保护电路与电容保护电路的对比评估

针对静电放电(ESD)电流对设备内部芯片造成的功能性破坏,该文基于静电放电电流在电路板中传导的电气模型,并对静电放电波形进行频谱分析,分析表明静电放电干扰含有大量高频成分,丰富的高频成分会干扰到设备的正常工作。然后,通过对比分析了典型的TVS电路和电容电路对ESD电流的抑制能力,并从理论和实验进行分析验证。实验结果表明,两者的滤波效果在频域和时域两个方面有着一定的差别。该文在此基础上提出基于TVS和电容的芯片级保护方案,为产品的设计和整改提供借鉴。     

负电晕等离子体放电机理及其在静电涂油机中的应用

以武汉科技大学研制的静电涂油机为研究平台,对静电涂油机中负电晕等离子体放电机理进行研究,分析放电过程中的各参数特性,并对涂油室击穿条件进行了讨论.结果表明,该计算、分析和推导不仅得到了放电各参数关系曲线并验证了涂油室中最大场强产生的位置,而且对静电涂油机中的油液荷电、荷电雾化的进一步研究有着一定的指导意义.     

线-网极配伏安特性实验研究

极配形式是静电除尘器的核心部件,其伏安特性常作为分析和评价电晕放电特性、电源性能与静电除尘器稳定运行的重要参数。空载条件下,实验研究了电晕线直径、正负极性、电场风速和空气相对湿度对线-网式静电除尘器伏安特性的影响。结果表明:电晕线直径、电晕极性对电晕电流有较大影响;电场风速对伏安特的影响在高电压和大风速时存在;空气相对湿度对击穿电压影响很大,在未达到空气饱和条件下,对起晕电压几乎无影响。     

介质击穿模型参数对雷电先导放电数值模拟的影响

为研究介质击穿模型参数的选取对雷电先导放电数值模拟结果的影响,以雷云荷电模型和WZ模型为基础,模拟计算了三维先导放电通道在50 m空间分辨率下的分形维数和先导临近对地面电场峰值的增强程度.统计分析结果表明:分形维数随着概率指数和电场击穿阈值的增大而减小,但随着通道内电场的增大先减小而后基本趋于稳定,且概率指数对分形维数的影响程度最为剧烈,电场击穿阈值次之,通道内电场的影响相对最弱;地面电场峰值的增强程度随着通道内电场和电场击穿阈值的增大而减小,但随着概率指数的增大先减小而后基本趋于稳定,且通道内电场对地面电场峰值增强程度的影响最为剧烈,概率指数次之,电场击穿阈值的影响相对最弱.     

直流电晕放电现象在针板式电除尘中的表现

电晕放电是指气体介质在不均匀电场中的局部自持放电。是最常见的一种气体放电形式。在曲率半径很小的尖端电极附近,由于局部电场强度超过气体的电离场强,使气体发生电离和激励,因而出现电晕放电引。发生电晕时在电极周围可以看到光亮,并伴有咝咝声。电晕放电可以是相对稳定的放电形式,也可以是不均匀电场间隙击穿过程中的早期发展阶段。     

壁电荷对ACPDP中气体击穿电压的影响

用电容平衡法测量ACPDP宏放电单元在维持放电期的壁电荷变化,并根据宏放电单元壁电荷电压和外加最小维持电压的测量结果计算实际施加在放电气体上的击穿电压,探讨壁电荷电压对放电气体实际击穿电压的影响.实验结果表明:随着ACPDP外加最小维持电压的增加,壁电荷电压升高,气体的击穿电压也随之升高;有壁电荷时的气体击穿电压明显高于无壁电荷时的气体击穿电压,随着壁电荷电压从7.62 V升高到67.89 V,有壁电荷时的气体击穿电压比无壁电荷时的气体击穿电压分别提高了6.98 V到57.09 V;壁电荷增加会显著提高了放电气体的击穿电压阈值,使ACPDP内放电气体的击穿变得困难.     

空气击穿过程对人体静电放电的影响

讨论了手持小金属物体的带电人体产生的静电放电,即人体－金属ＥＳＤ,介绍了其放电电流波形的主要特点及影响它的主要因素,并结合气体击穿理论对人体－金属ＥＳＤ过程及其特点进行了分析。     

SF6气体放电通道的分形特征及计算机模拟

在探讨ＳＦ６气体放电树枝发展机理的基础上，利用计算机对放电通道的发展进行了模拟，并结合分形几何学计算出放电树枝的分形维数。在此基础上，探讨了放电起始场强对分形维数的影响。通过计算机模拟，得到了与实际放电树枝分形维数相近的放电模拟图形，同时也验证了放电起始场强和放电通道内部场强这两个参数对建立放电模型的重要性。     

静电放电作用下双极型硅半导体晶体管仿真分析

为了研究静电放电对双极型硅晶体管的损伤机理,针对典型的NPN结构的双极型晶体管,运用Medici仿真软件建立了器件的仿真模型。从器件内部电流、电势、电场强度和电流密度分布变化的分析出发,研究了在静电放电电磁脉冲作用下其内在损伤过程与机理。通过仿真分析,一方面验证了该类器件对ESD最敏感的端对为CB结,而不是EB结。另一方面发现ESD对该类器件的损伤主要是过热损伤模式,损伤机理为热二次击穿。但两者机理有所不同：对于高掺杂的发射结反偏时先是发生了齐纳击穿,而后发生雪崩击穿,属于软击穿;而低掺杂的集电结反偏时只是发生了雪崩击穿,属于硬击穿。     

ESD特征参数与受试设备耦合电压关系实验研究

本文研究静电放电(ESD)辐射场对电子设备的危害.利用电小单极子天线和IEC61000-4-2规定的电流波形标定装置组建的国内第一台静电放电电磁场测试系统,对空气式静电放电进行了系统的实验研究,确定了ESD特征参数与受试设备接受到的ESD耦合电压之间的关系.得出结论,ESD耦合电压的大小受放电电流上升时间tr和电流峰值Ip两种因素影响,且受上升时间的影响更大.为电子器件及设备抗ESD设计提供了客观的数值依据.     

静电模拟器放电开关辐射场特性研究

研究了在静电放电抗干扰实验中模拟器内部放电开关动作对测试结果造成的影响.在保证放电电流满足IEC61000-4-2标准的前提下,对模拟器采取了一定的屏蔽措施,在此基础上进行了模拟器屏蔽前后性能测试及静电放电抗干扰实验.实验结果表明:ESD模拟器自身屏蔽是有问题的,其内部继电器放电开关的动作也会产生强电磁场,对ESD辐射场造成影响,从而影响被测试件的静电放电敏感性测试结果.由此证明IEC61000-4-2对静电放电模拟器只规定放电电流波形及其参数是不够的,还需进行更详细的规定,尤其是电流导数波形和辐射场的规定.     

单片微控制器系统的静电放电敏感性研究

分别以2种常用的微控制器芯片80C196和AT89C51为核心设计的2种单片微控制器系统做为目标测试板,利用静电放电电磁脉冲分别对这2种系统进行静电放电效应实验研究,并对其失效机理进行分析.实验结果表明, 80C196单片微控制器系统对静电放电比89C51单片微控制器系统敏感,单片机系统在静电放电电磁脉冲作用下出现死机、跳转、重启动、RAM内容改写等功能失效现象.     

介质阻挡放电中水电极电导率对放电的影响

采用双水电极装置,在介质阻挡放电系统中,首次对水电极电导率对放电系统的影响进行了研究.实验测量了不同电导率下(电导率在2.8～10 000 μS/cm范围内)的介质阻挡放电特性的变化规律,经分析发现:放电的击穿电压随电极电导率的变化而改变.电导率较小时,击穿电压随电导率的增大迅速地减小,电导率大于10 μS/cm时,击穿电压基本保持不变.不同电极电导率下,击穿电压附近的斑图类型不同,其随电导率增大的变化规律与电导率保持不变时升高电压斑图的演化顺序具有一致性.放电回路的总电导与电极电导率的变化不成线性关系.     

Experimental studies on electrical breakdown field strength of electrode with water mist containing MC additives

Water mist is one of the effective candidates for halon replacement used in electrical environment fire protection. Water mist additives may greatly enhance fire suppression effectiveness. In electrical environment, electrical breakdown field strength （E） is one of the important factors that control the performance of electrical equipment. In this study the variation principles of electrical breakdown field strength and the electricai characteristics of MC additives were investigated by electrode discharging experiments. Experimental results showed that electrical breakdown field strength was impacted obviously by the conductive metal ions and insulated fluorocarbon surfactants in MC additives. The attenuation percentages of E in different experimental cases were described, thus providing scientific guidance for the use of water mist and MC additives in electrical fire suppression.