IEC 61000-4-2 — Norma

Acerca del estándar

Título del alcance: electrostatic discharge (ESD) immunity

IEC 61000-4-2 es una norma publicada por International Electrotechnical Commission (IEC). Publica normas internacionales para la electricidad, la electrónica y las tecnologías afines; es la base del conjunto normativo de CEM y seguridad eléctrica. Las publicaciones del CISPR pertenecen a un comité especial dentro de la IEC.

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Áreas de cobertura

¿Qué es IEC 61000-4-2?

IEC 61000-4-2 define la prueba de inmunidad a descargas electrostáticas (ESD). Es la prueba de inmunidad EMC más aplicada porque el fenómeno que simula es cotidiano: la descarga que se produce en el momento en que una persona cargada al caminar toca un dispositivo.

La magnitud del evento es contraria a la intuición. Una persona que camina sobre una alfombra en un ambiente seco puede cargarse a más de diez kilovoltios, y esa energía se descarga en nanosegundos. La corriente máxima alcanza decenas de amperios; debido a que la duración es tan corta, la persona sólo siente un ligero shock, pero para un circuito electrónico esto es un pulso que va mucho más allá de los límites de su diseño.

La norma define DOS FORMAS DE DESCARGA. La descarga de CONTACTO aplica el pulso directamente a una superficie conductora; es altamente repetible y es el método preferido. La descarga de AIRE es el arco que salta a medida que el electrodo se acerca a la superficie; se aplica a superficies y huecos aislantes pero, al ser sensible a la humedad y a la velocidad de aproximación, es menos repetible.

También se define descarga INDIRECTA: el impulso no se aplica al dispositivo en sí sino a un plano de acoplamiento horizontal o vertical al lado de él. Esto examina el efecto en el dispositivo de una descarga que ocurre cerca: el escenario en el que alguien toca una mesa y afecta el dispositivo que se encuentra sobre ella.

El resultado de la prueba no es una medición del desempeño sino un comportamiento evaluado según un CRITERIO DE DESEMPEÑO. Si el dispositivo mantiene su función esperada durante y después de la prueba, se recupera por sí solo o no sufre daños permanentes se evalúa según los criterios de aceptación definidos en la norma del producto.

¿Por qué existe esta norma?

El reconocimiento de que la ESD es una grave amenaza para la electrónica llegó con la reducción de la tecnología de semiconductores. A medida que las dimensiones del circuito disminuyeron, las capas de aislamiento se adelgazaron y el voltaje que podían soportar disminuyó. En la década de 1970, un circuito integrado podía consumir kilovoltios; En los procesos avanzados actuales, cientos de voltios pueden causar daños permanentes.

Esto dio lugar a dos disciplinas separadas. En la parte de fabricación y montaje se desarrolló el concepto de ÁREA PROTEGIDA ESD: puesta a tierra, ionizadores, suelo antiestático y muñequeras. En lo que respecta al producto, se esperaba que los dispositivos resistieran una descarga del usuario, y IEC 61000-4-2 aborda esa segunda pregunta.

Definir la forma de onda de prueba es la parte más técnica del estándar. El modelo de descarga humano-metal consta de un pico inicial rápido seguido de una cola más lenta. El pico inicial, con su contenido de alta frecuencia, se propaga mediante acoplamiento y llega a circuitos sensibles; la cola transporta energía y es donde reside el potencial de daño permanente.

El problema de repetibilidad de la descarga de aire es una debilidad conocida del campo. La velocidad de aproximación del electrodo, la humedad ambiental y el estado de la superficie cambian dónde y cómo salta el arco. Por lo tanto, la norma prefiere la descarga por contacto siempre que sea posible y prevé la descarga por aire sólo cuando el contacto no sea factible.

Las aplicaciones para vehículos desarrollaron su propio estándar: ISO 10605. La forma de onda y la red de descarga difieren porque los escenarios de descarga dentro de un vehículo (una persona que sale de un automóvil en clima seco y toca la puerta) producen diferentes niveles de energía. Los resultados de IEC 61000-4-2 no se transfieren directamente al archivo de un vehículo.

En qué productos se exige

Todos los grupos de productos eléctricos y electrónicos.
Dispositivos con interfaces de usuario, conectores y teclados.
Equipos de control y automatización industrial.
Dispositivos eléctricos médicos (según IEC 60601-1-2)
Instrumentos de medida y laboratorio (mediante IEC 61326)

Legislación y esquemas relacionados

Se hace referencia a él en los estándares de inmunidad genéricos y de productos según la Directiva EMC (2014/30/UE).
Las normas genéricas de inmunidad IEC 61000-6-1 y -6-2 hacen que esta prueba sea obligatoria
IEC 60601-1-2 para dispositivos médicos e ISO 10605 para vehículos son las disposiciones correspondientes.
Para equipos de radio, la serie EN 301 489 cubre esta prueba.

Cómo se desarrolla la evaluación

1Determinar los puntos de aplicación.Se identifican todas las superficies y conectores que un usuario podría tocar en uso normal; Los puntos inaccesibles están fuera del alcance.
2Seleccionar el nivel y el tipo de descargaSe aplican los niveles de la norma del producto; La descarga por contacto se utiliza en superficies conductoras y la descarga de aire en superficies aislantes.
3Grabación de la función de referenciaEl comportamiento normal del dispositivo se registra antes de la prueba; la evaluación posterior se realiza en su contra.
4Descarga directaSe aplica un número definido de pulsos de polaridad positiva y negativa a los puntos identificados.
5Descarga indirectaSe aplican impulsos a los planos de acoplamiento horizontal y vertical; Se controla el efecto que se propaga al dispositivo.
6EvaluaciónEl comportamiento del dispositivo se evalúa según la clase de criterio de rendimiento de la norma del producto.

Normas afines y sus diferencias

ISO 10605
El homólogo para aplicaciones en vehículos. La forma de onda y la red de descarga difieren; los resultados no se trasladan directamente.
IEC 61000-4-4
Transitorios eléctricos rápidos (EFT/burst). Un fenómeno diferente: una ráfaga de pulsos que surgen de la conmutación y llegan a través de cables.
IEC 61000-4-5
Aumento. Simula eventos de rayos y redes de suministro; su energía es muchas veces mayor que la ESD.
La serie IEC 61340
Control ESD en fabricación y montaje. Una disciplina diferente a la inmunidad del producto: proteger el componente durante la producción.

Qué debe contener el informe

Para que un informe sea utilizable debe incluir la información siguiente. Un informe incompleto puede no ser aceptado en la cadena de suministro ni en una inspección, aunque su resultado sea correcto.

Los niveles aplicados y los tipos de descarga (contacto/aire)
La lista de puntos de aplicación y la justificación de su selección.
El número de pulsos, polaridad e intervalo de repetición.
Los planos de acoplamiento a los que se aplicó la descarga indirecta.
El modo de funcionamiento del dispositivo y los parámetros monitorizados.
La clase de criterio de desempeño aplicada y la evaluación.

Puntos que suelen confundirse

El nivel de prueba y los puntos de aplicación provienen del estándar del producto; el laboratorio no puede seleccionarlos por sí solo.
En aplicaciones de vehículos se utiliza la norma ISO 10605; la forma de onda y la red de descarga difieren y los resultados de IEC 61000-4-2 no se transfieren directamente.
El dispositivo afectado temporalmente durante la prueba no siempre es una falla; el criterio de aceptación se evalúa en comparación con la clase de criterio de desempeño.
La descarga de aire es sensible a la humedad y a la velocidad de aproximación; su repetibilidad es baja y se prefiere la descarga por contacto siempre que sea posible.
El control de ESD en la fabricación (IEC 61340) se confunde con la inmunidad a ESD del producto; Estos son problemas diferentes.
Una prueba realizada sin utilizar el dispositivo sólo muestra daños permanentes; las alteraciones funcionales temporales permanecen invisibles.

Estructura del Código

Publicado por: IEC
Número de serie: 61000
Parte: 4-2

El último "4-2" es el número de sección del estándar. Los capítulos organizan diferentes coberturas de una misma serie; Se aplican los requisitos de cualquier sección escrita en la especificación.

Códigos en la biblioteca sin año de lanzamiento se mantiene. La versión actual cambia con el tiempo; Si el año se especifica en su especificación, esa versión se toma como base; si no se especifica, se aplica la versión más actual.

Alcance

Ensayo
Ensayos CEM / EMI
Pruebas EMC

Ensayos y servicios relacionados

De los 2 contenidos en los que se hace referencia a este código, se listan a continuación los 1 que ya tienen una página propia publicada.

Ensayo · 1

ESD – IEC 61000-4-2

Requisitos técnicos

Los textos estándar son propiedad intelectual de la organización correspondiente; Las condiciones de prueba, la muestra y los criterios de aceptación no se pueden ajustar aquí.

Fundamento: La declaración de alcance de IEC 61000-4-2: contacto y descarga de aire y disposición de descarga indirecta (plano de acoplamiento); la contraparte del vehículo ISO 10605 y la referencia del lado de fabricación IEC 61340. Los niveles y criterios de aceptación se definen en la norma del producto.

Requisitos técnicos específicos de su producto, una vez que aclaremos el alcance En etapa de oferta compartido por escrito.

Otras partes de la misma serie

IEC 61000 también está presente en la biblioteca con las siguientes partes.

Normas relacionadas

Preguntas frecuentes sobre IEC 61000-4-2

¿A qué nivel se debe realizar la prueba?

El nivel proviene del estándar de su producto. Los entornos residenciales, industriales y los dispositivos médicos prescriben diferentes niveles.

El dispositivo se reinicia durante la prueba: ¿es un fallo?

Depende de la clase de criterio de desempeño en la norma del producto. Algunas clases aceptan la autorrecuperación, otras esperan un funcionamiento ininterrumpido.

¿Es esta prueba suficiente para el componente de nuestro vehículo?

No lo es. Las aplicaciones para vehículos utilizan ISO 10605; la forma de onda y los niveles difieren.

Tomamos precauciones contra ESD en la producción: ¿aún se requieren pruebas del producto?

Sí. Las precauciones de producción protegen el componente durante el montaje; la prueba del producto se dirige al usuario que toca el dispositivo. Estos son problemas diferentes.

Preguntas frecuentes

¿Es esta norma obligatoria para mi producto?

La obligatoriedad depende del grupo de producto, el mercado objetivo y la normativa aplicable. En cuanto nos indique su producto y mercado, aclaramos por escrito si esta norma es necesaria.

¿Cuánto dura el proceso de ensayo?

La duración depende del alcance de la norma, el número de muestras y la capacidad disponible. La duración exacta se comunica, junto con los datos de la muestra y el alcance, en la fase de presupuesto.

¿Realizan ustedes la certificación conforme a esta norma?

Qué actividad se realiza bajo qué alcance de acreditación se confirma por separado durante la solicitud. La información de alcance actualizada se publica en nuestra página corporativa.

¿Qué ocurre si la norma que necesito no está aquí?

La biblioteca se basa en un inventario en constante crecimiento. Si no encuentra el código que busca, puede indicarlo a través del formulario de solicitud de presupuesto; evaluaremos el alcance correspondiente y le responderemos.