Een van de meest voorkomende oorzaken van storingen in moderne elektronische systemen is elektrostatische ontlading. Om effectief te kunnen testen, is een goede kalibratie van een ESD-pistool belangrijk. De kalibratie van een product is belangrijk bij het meten hiervan, ongeacht of een laboratorium conformiteitstesten, pre-conformiteitsevaluaties of productvalidatie uitvoert. Een typische 30 kV ESD-pistool Kan een veel hogere ontladingscapaciteit bieden dan een typisch pistool en is daarom toepasbaar voor het testen van industriële apparatuur, energiesystemen, verlichtingsmodules, auto-elektronica, lucht- en ruimtevaartcomponenten en embedded ontwerpen met hoge capaciteit. Als beginner op het gebied van ESD-testen is kalibratie een van de dingen die u moet begrijpen voordat u betrouwbare en consistente gegevens genereert.
Kalibratie wordt uitgevoerd om ervoor te zorgen dat de ESD-golfvorm overeenkomt met de voorgeschreven parameters van IEC 61000-4-2Deze ISO-norm reguleert de vorm, stijging, piekstroom en energie van de ESD-golfvorm. Het niet verkrijgen van de juiste golfvorm bij het ESD-pistool leidt ertoe dat ingenieurs onjuiste conclusies trekken over de immuniteit en betrouwbaarheid van het product.

Waarom kalibratie essentieel is

Het idee achter een ESD-pistool is om iets te simuleren dat zich in de echte wereld voordoet wanneer een mens een object aanraakt, twee objecten tegen elkaar wrijven of wanneer een object wordt opgeladen. Bij een onjuiste kalibratie van het pistool kan het worden belast of overbelast om het evaluatie-apparaat te testen. Deze twee scenario's kunnen leiden tot verkeerde keuzes.
Het belasten van een product is een vals alarm dat het apparaat bestand is tegen ESD. Overbelasting kan schade veroorzaken die in de praktijk niet het geval zou zijn. Kalibratie garandeert dat de golfvorm, de uitbreekspanning en de afgegeven energie van een ESD hetzelfde zijn als bij herhaalde tests op elk uitgangsniveau. Kalibratienauwkeurigheid wordt steeds belangrijker bij een 30 kV ESD-pistool, met veranderingen die kunnen resulteren in een grote verandering in piekstroom of stijgtijd.
Bij het testen van dezelfde apparatuur in meer dan één laboratorium moeten ze vergelijkbare resultaten krijgen onder vergelijkbare omstandigheden. Fabrikanten zoals LISUN bieden software-installaties aan, zoals ingebouwde kalibratiecontroles en accessoires die zijn ontworpen om beginners te helpen een stabiel prestatieniveau te garanderen zonder geavanceerde technische vaardigheden te hoeven beheersen.

De belangrijkste kalibratieparameters begrijpen

Een aantal kenmerken is kenmerkend voor een ESD-puls. Al deze parameters worden gecontroleerd met behulp van het kalibratieproces.
Piekstroom
Als de spanning wordt verhoogd, nemen de piekstromen toe, vooral bij een 30 kV ESD-pistool.
Stijg tijd
De tijdsduur waarin de pols tussen 10% en 90 procent van zijn maximale waarde stijgt.
Pulsbreedte
De duur van de ontladingsstroom boven een bepaald niveau.
Herhalingsnauwkeurigheid
Zorgt ervoor dat meerdere ontladingen met dezelfde spanning vergelijkbare golfvormen produceren.
Polariteitsschakeling
Zorgt ervoor dat meervoudige ontladingen van dezelfde spanning resulteren in vergelijkbare golfvormen.
Voltage nauwkeurigheid
Controleert of het instrumentendisplay het gewenste spanningsniveau heeft bereikt.
Een gekalibreerd ESD-pistool kan ervoor zorgen dat al deze eigenschappen niet buiten de toleranties vallen die in de IEC 61000-4-2.
Tabel: Typische IEC-kalibratietoleranties voor ESD-pistolen

Deze waarden zijn universele criteria die vereist zijn in professionele EMC-laboratoria en ze liggen heel dicht bij LISUN apparatuur en andere leveranciers die conforme apparatuur hebben gemaakt.

Benodigde apparatuur voor kalibratie

Voor het kalibreren van ESD-pistolen is speciale testapparatuur nodig. Beginners moeten over hoogwaardige meetinstrumenten kunnen beschikken.
• Verzwakkers om de oscilloscoop af te schermen tegen hoge stromen
• Stabiele mechanische positioneringskalibratie-inrichting.
• Grondreferentieplaat
• Coaxkabels met lage ruis
Standaardstroomdoelstellingen worden gebruikt om ervoor te zorgen dat de golfvormmeting overeenkomt met de aard van de ontlading.

Afbeelding: ESD-pistool

Stappen voor het kalibreren van een 30 kV ESD-pistool

De kalibratie kan geautomatiseerd worden, maar beginners kunnen ook een systematische procedure doorlopen.
1. Bereid de testomgeving voor
Kalibratie moet onder gereguleerde omstandigheden plaatsvinden. Het ontladingsgedrag is afhankelijk van temperatuur en vochtigheid, en beide moeten constant zijn. Er mag zich geen stof of vocht op de oppervlakken bevinden. Het referentievlak moet schoon en goed verbonden zijn.
2. Sluit het pistool aan op het kalibratiedoel
De ontladingspunt moet het kalibratiedoel stevig raken. Vrij contact of een verkeerde uitlijning beïnvloedt de golfvorm. Beginners moeten ervoor zorgen dat het doel stevig aan de oscilloscoop is bevestigd met behulp van verzwakkers.
3. Selecteer spanning en polariteit
Het is aan te raden dat beginners eerst een training volgen om te beginnen met een gemiddeld spanningsbereik, d.w.z. 5 kV, en vervolgens te experimenteren met hogere spanningsniveaus van een 30 kV ESD-pistool. Er dienen tests te worden uitgevoerd met zowel de positieve als de negatieve polariteit.
4. Activeer de ontlading
Er moet een gereguleerde stroom ontladingen worden gebruikt. Met de oscilloscoop wordt elke ontlading geregistreerd. Om consistentie te garanderen, moeten beginners minimaal vijf pulsen per spanningsniveau registreren.
5. Evalueer de golfvorm
De golfvorm werd gesuperponeerd op het IEC-tolerantiecriterium op de oscilloscoop. Afwijkingen worden veroorzaakt door de vereiste afstelling, reiniging van de punt of vervanging van beschadigde interne onderdelen.
6. Aanpassen en opnieuw testen
Indien de metingen niet binnen het acceptabele bereik vallen, moeten er enkele wijzigingen worden aangebracht. Bepaalde ESD-pistolen bevatten interne kalibratieschroeven of correctiemenusoftware. De test moet worden herhaald totdat de tolerantie op de golfvorm is bereikt.
7. Documenteer de kalibratieresultaten
Alle metingen moeten worden vastgelegd om er in de toekomst naar te kunnen verwijzen. Om ervoor te zorgen dat de ISO/IEC 17025-kalibratievoorwaarden worden nageleefd, vragen de laboratoria regelmatig om logboeken.
8. Veiligheidsoverwegingen
Het kalibreren van een ESD-pistool is niet zonder risico. Het moet goed geïsoleerd, geaard en goed getraind zijn in het gebruik ervan. De spuitmond mag niet met de handen in de buurt komen. Wanneer het pistool niet wordt gebruikt, moet het op een veilige plaats worden opgeborgen. Van beginnende gebruikers wordt verwacht dat ze tijdens de kalibratie toezicht houden voordat ze het zonder toezicht laten doen.

Voordelen van regelmatige kalibratie

Regelmatige kalibratie verbetert de nauwkeurigheid van het testresultaat en zorgt ervoor dat de immuniteitstests het werkelijke gedrag in de praktijk aantonen. Regelmatige kalibratie verlengt ook de levensduur van het ESD-pistool, met name de hoogspanningspistolen. Laboratoria die... LISUN-gebaseerde systemen beschikken vaak ook over automatische kalibratieherinneringen en gebruiksvriendelijke interfaces, waardoor de systemen nauwkeurig blijven zonder dat een specialist dit hoeft te doen.

Conclusie

Kalibratie van een ESD-pistool is erg belangrijk voor zowel een beginner als een ervaren ingenieur die immuniteitstesten van elektronische producten uitvoert. Een nog hogere kalibratienauwkeurigheid is vereist bij het gebruik van hoogspanningsmodellen, zoals een 30kV ESD-pistool, die een hogere ontladingsenergie heeft, evenals die van golfvormvariaties. Beginners kunnen een gecontroleerde en reproduceerbare kalibratie bereiken met goede tools, een gecontroleerde testomgeving en een duidelijk idee van de parameters die bij de kalibratie gebruikt moeten worden. Kalibratie verbetert ook goede testresultaten en helpt bij de beoordeling of de immuniteitstest een weerspiegeling is van de werkelijke elektrostatische gebeurtenissen in de wereld. Met apparatuur geleverd door gerenommeerde fabrikanten zoals LISUNwordt het kalibratieproces beschikbaar, consistent en zeer effectief in elk van de laboratoria.