一個(gè)好問(wèn)題 原問(wèn)題截圖如下：
問(wèn)題應該是下面這個(gè)意思，我再畫(huà)了個(gè)示意圖：
仔細回想下我們打靜電的場(chǎng)景，靜電槍接了大地，待測設備放置在桌子上，如果設備沒(méi)有接大地的話(huà)，好像確實(shí)沒(méi)有回路呀，但是實(shí)際我們測試就是這么測的，而且也能放電，那放電的回路是什么樣的呢？總不至于沒(méi)有回路也能放電吧？ 問(wèn)題解釋 其實(shí)我認為可以這樣解釋?zhuān)何覀兊谋粶y設備的GND會(huì )和大地之間會(huì )有一個(gè)寄生電容，靜電放電是瞬間的，可以理解為交流信號（從文章“如何理解虛無(wú)縹緲的ESD”里面可知，ESD放電時(shí)的信號頻率范圍為幾十Mhz到500Mhz），所以相當于短路了。 為此，我專(zhuān)門(mén)去看了下標準里面的ESD測試環(huán)境。ESD測試環(huán)境，在國標文件《GB／T17626.2-2018電磁兼容試驗和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗.pdf》——對標IEC61000-4-2 中都有說(shuō)明。
有些兄弟可能對這個(gè)圖不是很了解，這里我們先關(guān)注這幾個(gè)東西：絕緣墊，水平耦合板，接地參考平板，木桌。網(wǎng)上找了個(gè)實(shí)物圖如下：
我們在來(lái)回顧下電容的本質(zhì)是什么？——電容的本質(zhì)就是兩個(gè)相互靠近的導體，中間夾一層絕緣介質(zhì)，就構成了電容。
我們的被測設備里面的PCB板，里面有我們定義的GND，它是一個(gè)有一定面積的導體，然后讓它放置在絕緣墊上面，絕緣墊的下面就是一個(gè)巨大的金屬板——水平耦合板（一個(gè)長(cháng)1.2m，寬0.8m的金屬板），這是另外一個(gè)導體，所以最它們會(huì )形成一個(gè)寄生電容。 如此同時(shí)，地面又有一個(gè)更大的金屬板，它與桌子上面的水平耦合金屬板也構成了一個(gè)電容，最終簡(jiǎn)化下就變成了下面這樣。
所以，對于非接GND的產(chǎn)品，可以看到，回路實(shí)際上是通過(guò)兩個(gè)寄生電容構成的：1個(gè)是接GND參考平板和水平耦合金屬平板；另外一個(gè)是水平耦合金屬平板和產(chǎn)品本身的GND。 寫(xiě)到這里，我又想看下這個(gè)寄生電容大小到底是多大呢？接地參考平板和水平耦合金屬平板的大小和距離標準文件里面都有，比較好計算，算一下大概是14.2pF。
不過(guò)，另外一個(gè)電容就不太好計算了，因為這個(gè)跟被測產(chǎn)品強相關(guān)。 我們假定一個(gè)場(chǎng)景先算看看吧：產(chǎn)品里面有一個(gè)10*10的PCBA，有完整的地平面，裝配離地高度10mm處，同樣道理計算寄生電容大小為8.854pF。 這兩個(gè)電容是串聯(lián)的關(guān)系，因此總的電容是：C=14.2pF串聯(lián)8.854pF= 5.45pF。 即相當于我們在做ESD測試實(shí)驗的時(shí)候，大地和產(chǎn)品GND接了一個(gè)5.45pF的電容，這個(gè)電容構成了我們的ESD放電回路。 另外一個(gè)問(wèn)題 可能有兄弟會(huì )說(shuō)了，這個(gè)電容挺小啊，才幾pF，就算可以把靜電放電時(shí)的信號當作是交流，也不能當作是短路吧？ 確實(shí)如此，前面說(shuō)的，ESD放電的頻譜大概是幾十Mhz 到500Mhz，我們姑且范圍是50Mhz ~500Mhz吧。根據阻抗Z=1/2πfC，5.45pF電容在50Mhz~500Mhz時(shí)的阻抗范圍是：58.4Ω~584Ω 可以看到，電阻其實(shí)并不小，相對于ESD放電時(shí)，ESD槍的內阻300Ω數量級也差不多，仿真模型中直接忽略看作是短路確實(shí)準確性差了點(diǎn)。 總結 本文主要就一個(gè)兄弟提的問(wèn)題，做了下思考，以及去查資料驗證。 解釋了非接地的產(chǎn)品，盡管產(chǎn)品GDN和大地EGND沒(méi)有通過(guò)物理導體連接在一起，但是其可以通過(guò)寄生電容耦合形成回路，也可以進(jìn)行ESD放電。同時(shí)也可以看到，對應非接地的產(chǎn)品，仿真時(shí)直接假定產(chǎn)品GND和靜電槍的GND接到一起，并不是特別合適。 另外，不了解ESD測試環(huán)境的同學(xué)，可以看下下面這個(gè)ESD測試實(shí)驗的環(huán)境搭建視頻：https://www.bilibili.com/video/BV1gZ4y147sK/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=a559f135e6f1797789dd00a1ed110061 國標標準文件我放置到了網(wǎng)盤(pán)，有需要的自提。下載方法：關(guān)注我的微信公眾號“硬件工程師煉成之路”，在后臺回復“煉成之路”，就可以下載了，放置在目錄：煉成之路-->EMC-->ESD
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