Was ist ein ESD-Simulator?
ESD-Simulatoren werden zur Bewertung des allgemein als „statische Elektrizität“ bezeichneten Entladungsphänomens verwendet, d. h. der elektrischen Energie, die entsteht, wenn geladene Personen oder Gegenstände in elektronische Geräte entladen werden. Die elektrostatische Prüfung ist einer der wichtigsten Prüfpunkte bei der EMV-Prüfung in der IEC-Norm (Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC)), die die Störfestigkeit, auch Immunität genannt, bewertet und auch ESD-Prüfung (elektrostatische Entladung) genannt wird. Die tatsächliche Ausgangsspannung der Prüfmaschine hängt vom Gerät ab, und es wird eine geeignete Prüfmaschine für die Prüfung nach den verschiedenen Normen für das Produkt ausgewählt.
Anwendungem von ESD-Simulatoren
Die internationale IEC-Norm enthält ein „Störfestigkeitsprüfverfahren für elektrostatische Entladung“, und die europäischen EMV-Normen EN55014-2 und EN61000-4-2 sehen die Prüfung der elektrostatischen Entladung als Prüfbedingung vor, sodass diese Prüfung eine wichtige internationale Norm ist.
Die internationalen Normen für elektrostatische Prüfungen klassifizieren den Grad der Widerstandsfähigkeit von Geräten gegen statische Elektrizität in mehreren Stufen, wobei die erste Stufe der elektrostatischen Prüfung durch Kontaktentladung bei 2 kV, die nächste bei 4 kV, die nächste bei 6 kV und die nächsthöhere bei 8 kV liegt. Die für diese Prüfungen verwendete Prüfmaschine ist der Elektrostatik-Tester.
Funktionsweise der ESD-Simulatoren
Anders als bei der Entladung von Elektrizität aus dem menschlichen Körper in der Atmosphäre wird bei ESD-Simulatoren eine Entladungsmethode mit Kontakt verwendet, um eine stabile Entladung zu gewährleisten.
Bei den ESD-Simulatoren wird ein Hochspannungsrelais im Inneren der Prüfpistole über einen Entladewiderstand angelegt, um die Elektroden, die zuvor mit dem Prüfgerät in Kontakt waren, mit der Ladung eines Energiespeicherkondensators zu entladen. Diese Kontaktentladung erfolgt über einen mechanischen Kontaktpunkt mit einem Hochspannungsrelais, das sich in einem unter hohem Druck stehenden Inertgas befindet, im Gegensatz zur Entladungsmethode an der Luft, die wie ein Feuerwerk in der Luft entlädt und sehr genaue Entladungen ermöglicht.
Derzeit verwenden die meisten ESD-Simulatoren die Kontaktentladungsmethode. Die IEC-Norm legt die Stromwellenform fest, die während der Entladung bei der Kontaktentladung angelegt werden muss, was zu sehr zuverlässigen Entladungen führt. Die Kurvenform des während der Entladung angelegten Stroms kann in Form eines Spannungsabfalls (Strom) über dem Widerstand mit einem Oszilloskop usw. gemessen werden, sodass Messungen in Übereinstimmung mit den Vorschriften durchgeführt werden können, indem die Kurvenform vor der Prüfung überprüft wird.