Перейти к содержанию

IEC 61000-4-2. Испытание на устойчивость к электростатическим разрядам

IEC 61000-4-2 — базовый стандарт ЭМС на испытание оборудования электростатическим разрядом. Он задаёт идеальную форму тока разряда, степени жёсткости, генератор, испытательную установку и порядок испытаний, но не говорит, какую степень выбрать: это дело стандарта на продукцию. Ниже — устройство стандарта, ключевые таблицы и редакции, включая российскую.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

IEC 61000-4-2 — часть 4-2 серии IEC 61000 по электромагнитной совместимости. Стандарт задаёт требования и методы испытания электрического и электронного оборудования на устойчивость к электростатическим разрядам от оператора — непосредственно в оборудование и на соседние предметы. Это базовая публикация ЭМС (IEC Guide 107): она даёт общую методику, а конкретную степень жёсткости и критерии для своего вида оборудования выбирают комитеты по продукции. Короткое определение и сравнение с приборными нормами HBM — в словарной статье «Устойчивость к ESD по IEC 61000-4-2».

Коротко

IEC
издание 3.0, 2025 г.
Россия
ГОСТ 30804.4.2-2013 (MOD IEC 2008)
Генератор
150 пФ, 330 Ом
Степень 4
8 кВ контакт, 15 кВ воздух
Ток при 8 кВ
первый пик 30 А
Метод
контактный разряд — предпочтительный

Что регулирует

Стандарт задаёт: идеальную форму тока разряда, диапазон испытательных уровней, испытательное оборудование и установку, процедуру испытаний, калибровку генератора и оценку неопределённости измерений. Он описывает лабораторные испытания и даёт указания для испытаний на месте установки. Чего он не делает:

  • не выбирает уровень для конкретного изделия — это задача стандарта на продукцию;
  • не оценивает чувствительность микросхем к ESD при обращении и упаковке — для этого есть приборные модели HBM и CDM;
  • не предназначен для характеристики самих защитных схем.

Степени жёсткости (табл. 1)

Таблица 1 задаёт четыре степени жёсткости и открытую степень X, отдельно для контактного и воздушного разряда. Крайние точки: степень 1 — 2 кВ обоими методами, степень 4 — 8 кВ контактным разрядом и 15 кВ воздушным. Промежуточные значения — в тексте стандарта (ГОСТ 30804.4.2-2013, табл. 1).

Степень X — открытая: напряжение задают в документации на изделие. Контактный разряд стандарт называет предпочтительным; воздушный применяют, когда контактный разряд применить невозможно. Напряжения для двух методов разные, и стандарт отдельно оговаривает, что одинаковые степени не означают одинаковой жёсткости испытаний. При воздушном разряде испытания проводят на всех степенях таблицы до заданной включительно.

Генератор и форма тока (табл. 2 и 3)

Накопительная ёмкость генератора вместе с распределённой ёмкостью составляет 150 пФ, разрядный резистор — 330 Ом (рис. 1). Генератор должен давать от 1 до 8 кВ контактным разрядом и от 2 до 15 кВ воздушным, обеих полярностей, с погрешностью индикации ±5 % (табл. 2).

Таблица 3 нормирует ток контактного разряда в четырёх точках: первый пик, время нарастания, ток через 30 и через 60 нс. Для самой жёсткой степени, 8 кВ, первый пик — 30 А, время нарастания — 0,8 нс, ток через 30 нс — 16 А, через 60 нс — 8 А; на других степенях токи пропорциональны напряжению, около 3,75 А первого пика на киловольт. Допуски на каждую точку — в таблице 3 ГОСТ 30804.4.2-2013. Время отсчитывают от момента, когда ток впервые достигает 10 % первого пика.

Испытательная установка

Изделие ставят на стол, на горизонтальную пластину связи, отделённую изоляцией; пластина соединена с опорной пластиной заземления через два резистора по 470 кОм, а генератор заземлён на опорную пластину (SLVA711, рис. 2). Разряды подают в точки, доступные пользователю, и на пластины связи — так имитируют разряд в соседний предмет. Издание 2025 года добавило нормативное приложение с испытательными установками и калибровку генератора с наконечником для воздушного разряда.

Что это значит для схемотехника

Защиту на уровень 4 (8 кВ контактом) почти всегда ставят снаружи микросхемы: TI объясняет, что приборных норм HBM и CDM для системного разряда недостаточно, а встроенная защита на 8 кВ IEC занимает на кристалле много места (SSZB130). Внешний TVS-диод размещают у разъёма — пример разводки в схеме «Защита USB и GPIO от ESD». Уровни ±8…±30 кВ в даташитах защитных диодов — результаты испытаний по методике стандарта, их сравнивают с требованием своего продуктового стандарта.

Связанные стандарты и статус

  • Серия IEC 61000-4: IEC 61000-4-4 — пачки наносекундных импульсов, IEC 61000-4-5 — выбросы напряжения (surge).
  • IEC 61000-4-2:2025 (издание 3.0) действует с 7 марта 2025 года, следующий пересмотр — 2027 год. Издание 2.0 (2008) отменено в тот же день.
  • В России действует ГОСТ 30804.4.2-2013, модифицированный по отношению к IEC 61000-4-2:2008, введённый с 1 января 2014 года приказом Росстандарта № 398-ст. Межгосударственного стандарта на основе издания 2025 года мы не нашли.

Частые вопросы

Какое издание IEC 61000-4-2 действует?

Третье, IEC 61000-4-2:2025, опубликованное 7 марта 2025 года. Оно заменило издание 2008 года. В России действует ГОСТ 30804.4.2-2013, модифицированный по отношению к изданию 2008 года и введённый с 1 января 2014 года.

Какой ток при разряде 8 кВ по IEC 61000-4-2?

По таблице 3 ГОСТ 30804.4.2-2013 (пересказ IEC 61000-4-2:2008) при контактном разряде 8 кВ первый пик тока — 30 А ±15 % с временем нарастания 0,8 нс ±25 %, через 30 нс ток 16 А, через 60 нс — 8 А (оба ±30 %). На каждый киловольт приходится 3,75 А первого пика.

Можно ли по IEC 61000-4-2 проверять микросхемы на ESD?

Нет. Стандарт прямо исключает оценку ESD-чувствительности приборов при обращении и упаковке и не предназначен для характеристики защитных схем. Микросхемы оценивают по моделям HBM и CDM, а уровни IEC 61000-4-2 в даташитах защитных диодов — это результат испытания по методике стандарта, приведённый для ориентира.

Источники

  1. IEC 61000-4-2:2025. Electromagnetic compatibility (EMC) — Part 4-2: Testing and measurement techniques — Electrostatic discharge immunity test, edition 3.0 — карточка и аннотация: издание 3.0 от 7 марта 2025 г. заменило издание 2.0 (2008), пересмотр — 2027; базовая публикация ЭМС по IEC Guide 107; задаёт идеальную форму тока, диапазон испытательных уровней, оборудование, установку, процедуру, калибровку, неопределённость; не предназначен для оценки ESD-чувствительности приборов при обращении и упаковке и для характеристики защитных схем; новое — калибровка генератора с наконечником для воздушного разряда и нормативное приложение об испытательных установках
  2. IEC 61000-4-2:2008, edition 2.0 — карточка: опубликован 9 декабря 2008 г., отменён 7 марта 2025 г.; заменил первое издание 1995 г. с изменениями 1998 и 2000 гг.
  3. ГОСТ 30804.4.2-2013 (IEC 61000-4-2:2008). Совместимость технических средств электромагнитная. Устойчивость к электростатическим разрядам. Требования и методы испытаний — введён в РФ с 1 января 2014 г. приказом Росстандарта от 22 июля 2013 г. № 398-ст, модифицирован по отношению к IEC 61000-4-2:2008; разд. 5, табл. 1 — степени жёсткости; разд. 6, рис. 1 — генератор: Cs + Cd = 150 пФ, Rd = 330 Ом; табл. 2 — общие требования к генератору; табл. 3 — параметры тока контактного разряда
  4. Texas Instruments. IEC 61000-4-x Tests for TI's Protection Devices, SLVA711 (June 2015) — разд. 1: табл. 1 — уровни, рис. 1 — ток контактного разряда 8 кВ, рис. 2 — установка: горизонтальная пластина связи на изоляции, два резистора 470 кОм к пластине заземления
  5. Texas Instruments. System-Level ESD Protection Guide, SSZB130 — приборные нормы HBM и CDM недостаточны для защиты в системе

Нашли ошибку?

Смотрите также