用於EMC測試的ESD放電發生器 精確且高效的發生器3D建模和網格劃分，是進行ESD模擬的關鍵環節之一。 CST Studio Suite 2023版開發了靜電發生器的3D模型和電路模型，它可以模擬ESD靜電槍的真實工作過程。此ESD發生器模型透過CST Studio Suite 2023元件庫以模型庫的形式提供給客戶。在製造之前，可以透過模擬來虛擬評估ESD性能。這將節省大量的實體測試時間，並將有助於更快地將產品推向市場。 在Component Library搜尋ESD如下： 如何正確模擬ESD發生器？ 根據IEC 61000-4-2標準，定義了兩種ESD測試方法，第一種是接觸放電，其中ESD發生器的電極與被測設備（EUT）的導電部分直接接觸。另一種方法是空氣放電，其中ESD發生器的帶電電極被移動到EUT附近，放電結果來自電極和EUT之間的電弧形成。 使用SIMULIA CST Studio Suite (CST) TLM求解器設計ESD發生器，可模擬接觸放電和空氣放電的過程。空氣放電模型的性能主要依賴非線性電弧模型，設計難度較大，CST已經把該非線性模型封裝成spice模型，使用者可以採用CST場路協調的方法對非線性電弧進行模擬。 ESD發生器的性能是根據IEC 62000-2標準中規定的不同電壓等級的電流波形進行驗證的。從槍尖位置的電流波形來看，完全符合標準要求。 下面建構了一個靜電槍波形較準的簡單結構，在金屬結構件上有一個縫隙，靜電槍對金屬外殼放電。在金屬牆體內部設置一個金屬環型天線作為ESD訊號接收端。比較模擬和測試的電流波形，可以看出電流波形一致性非常好，特別是上升時間和峰值。 透過在3D裡面添加場監測器，可以對錶面電流、場強等分佈進行視覺化的展示，了解電場如何在EUT表面傳播的情況。 手機產品ESD模擬案例 我們可以考慮手機上的ESD場景。當我們觸摸手機時，人體在手機的機身上放電會對內部IC造成損壞。如下案例可以透過ESD發生器模擬手機上的ESD測試。如果受擾訊號的電流超過限值，在測試前的產品設計階段可以進行必要的設計變更。 首先利用CST 2023模型庫裡的ESD靜電槍模型，建立3D測試場景。這裡面包含了靜電槍、測試桌上的金屬板、接地Cable、屏蔽室的接地銅板等。 完成ESD場路協同模擬後，可以在3D裡面看到電場或磁場隨著時間的變化。 同樣，對於手機內部的的精細結構，包括PCB、軟板等組件，都可以看到表面電流的分佈，這是判斷干擾路徑的重要方式之一。 回到電路裡面，我們同樣可以監控USB等關鍵訊號線上的電壓和電流波形，這是我們判斷是否會造成傷害的重要依據。 總結 CST設計了一個用於電子元件的EMC分析的ESD發生器模型。這些模型透過CST元件庫以及驗證文件提供給客戶。 新的工作流程鼓勵現有的CST使用者以虛擬驗證的方式，為他們的產品提供ESD設計指導。諸如Apple、Samsung等公司，將為電子產業的其他潛在客戶創造一個基準。 延伸閱讀： CST模擬實例：手機Type-C介面ESD模擬 電磁模擬技術助力防護電子產品免受ESD損害 資料來源： 周明 - 2023 年國家標準時間版本新功能介紹——第四期：ESD仿真模型及手機產品ESD仿真案例 關鍵字：EMC、ESD、靜電槍、靜電放電