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静电放电抗扰度测试平台辐射场研究

李庆容  
【摘要】: 高速、高集成度的微电子器件的广泛应用,使得现代电子设备(系统)对静电放电敏感度大幅度提高,因而有必要对电子设备(系统)进行ESD抗扰度试验。国际电工委员会发布了静电放电抗扰度试验标准IEC61000-4-2,但标准中仅定义了放电电流波形的几个特征参数,却还没有关于ESD瞬变辐射场的明确规定。 本文基于IEC61000-4-2标准中规定的ESD抗扰度试验平台,对试验平台空间中的辐射电磁场进行了数值分析与研究。在数值分析中,电流源取基于脉冲函数的电流波形表达式,通过将电流源(激励源)看作有源麦克斯韦方程的一项,自然地将电流源插入到了FDTD网格之中,与其他点相比,源点处具有不同的差分格式,在此基础上,计算了两种间接放电情形下耦合板附近辐射场分布情况。文中首先研究了对水平耦合板(HCP)放电情形,在HCP板上方选取了部分典型场点,通过Matlab对各场点电磁场进行了计算,得到了电磁场时域波形,并分析了电磁场时域特性及空间分布情况,同时还对不同放电电压下电磁场分布做了比较研究;另一种放电情形是指对垂直耦合板(VCP)的放电,文中选取了VCP板前方10cm处的平面上部分场点和HCP板上方部分场点,对其电磁场进行了计算,分析了电磁场时域特性及空间分布情况,同时也研究了在不同放电电压下电磁场的变化情况,并就两种放电情形下,距离放电点10cm处的电磁场作了比较分析。 文中还进行了相关的实验分析与研究,实验在满足标准要求的抗扰度试验平台上进行。模拟器采用人体—金属模型放电网络,放电电压选取了标准规定的四个典型放电等级,并采用了单次放电方式,同样就对HCP放电和对VCP放电两种间接放电情形下的辐射场分布进行了研究,对HCP放电方式采用了新标准中规定的平行放电方式。实验中仍然是在耦合板附近选取了部分场点,对电磁场时域特性及随距离变化规律进行了研究,并分别对正负极性放电和不同放电电压下放电时的电磁场分布进行了比较研究。


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