在第二次測量過程中,測試工程師將PDA面朝下放在接地板上,以方便接觸微型USB連接器的金屬屏蔽殼。進入PDA的電流遠小于直接注入接地板的電流(圖3)。為進一步減小電流,在PDA和接地板之間插入0.9cm的絕緣層。
圖4
但是,我們見到的電流減小前后并不一致。當PDA直接放在接地板上時,初始電流尖峰降低了10%。當PDA放在0.9cm絕緣層上時,初始電流尖峰減低33%(圖 4)。在20ns點,直接放在接地板上的PDA受到的沖擊要小69%,而位于絕緣層上的PDA受到的沖擊要小93%。電流減少是在沖擊狀態下給PDA充電的結果。在每次沖擊測試過程結束后,我們必須將PDA接地使它回到未充電狀態才能進行下次測量。
圖5
圖5所示原理圖可以用來很好地定量理解上述測量。150pF電容和330Ω電阻對IEC 61000-4-2兼容ESD qiang來說是標準電路元件。qiang與接地板之間的寄生電容提供了IEC 61000-4-2電流波形中包含的初始電流尖峰。這種寄生電容值只有幾個pF,在定量討論中我們可以忽略不計。
工程師將電流探頭放在放電qiang的尖端周圍,然后開始直接向接地板放電,如圖中的短線所示。對圖3中直接放電到接地板的電流在300ns時間內進行積分,可以得到1.21 μC的電量。這個電容幾乎完全等于給150pF電容充電到8kV所預測的電容量。
向PDA的放電通過一個并行平板電容表示,其中一個極板是PDA的一部分,另一個極板是接地板。在脈沖初期,PDA電容提供較低的阻抗,注入進PDA的電流近似于到地的放電電流。繼續施加脈沖,電荷在PDA到接地板電容中累積,因此PDA上的電位上升,直到PDA和接地板之間的電位和150pF電容上的電壓相等。這時,不再有電流流動,即使ESD qiang的電容還沒有完全放電。
對充電到PDA的電流進行積分,可以得到從ESD qiang轉移到PDA的電荷數量。從ESD qiang轉移到PDA的電荷量可以用來計算ESD qiang的150pF電容上剩下的電壓,然后再算出PDA上的電壓。理解這個電壓以及PDA上測到的電荷之后,就可以計算出PDA和接地板之間的電容(見表1)。
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