IEC 61000-4-2 — Standard

Informazioni sulla norma

Titolo dell'ambito: electrostatic discharge (ESD) immunity

IEC 61000-4-2 è una norma pubblicata da International Electrotechnical Commission (IEC). Pubblica norme internazionali per l'elettrotecnica, l'elettronica e le tecnologie correlate; è il fondamento del corpus EMC e sicurezza elettrica. Le pubblicazioni CISPR appartengono a un comitato speciale interno alla IEC.

Vedi gli altri codici 102 di IEC

Aree di copertura

Che cos'è IEC 61000-4-2?

La norma IEC 61000-4-2 definisce il test di immunità alle scariche elettrostatiche (ESD). È il test di immunità EMC più diffuso perché il fenomeno che simula è quotidiano: la scarica che avviene nel momento in cui una persona caricata camminando tocca un dispositivo.

La portata dell’evento è controintuitiva. Una persona che cammina su un tappeto in un ambiente asciutto può essere caricata a oltre dieci kilovolt e l'energia si scarica in nanosecondi. La corrente di picco raggiunge le decine di ampere; poiché la durata è così breve, la persona avverte solo un leggero shock, ma per un circuito elettronico si tratta di un impulso ben oltre i limiti della sua progettazione.

La norma definisce DUE FORME DI SCARICO. La scarica CONTACT applica l'impulso direttamente su una superficie conduttiva; è altamente ripetibile ed è il metodo preferito. La scarica in ARIA è l'arco che salta quando l'elettrodo si avvicina alla superficie; si applica su superfici e interstizi isolanti ma, essendo sensibile all'umidità e alla velocità di avvicinamento, è meno ripetibile.

Viene definita anche scarica INDIRETTA: l'impulso viene applicato non al dispositivo stesso ma ad un piano di accoppiamento orizzontale o verticale adiacente ad esso. Questo esamina l'effetto sul dispositivo di una scarica che si verifica nelle vicinanze: lo scenario in cui qualcuno tocca un tavolo e colpisce il dispositivo su di esso.

Il risultato del test non è una misurazione della prestazione ma un comportamento valutato rispetto a un CRITERIO DI PRESTAZIONE. Se il dispositivo mantiene la sua funzione prevista durante e dopo il test, si riprende da solo o non è danneggiato in modo permanente, viene valutato rispetto ai criteri di accettazione definiti nella norma di prodotto.

Perché esiste questa norma?

La consapevolezza che le scariche elettrostatiche rappresentano una seria minaccia per l’elettronica è arrivata con la contrazione della tecnologia dei semiconduttori. Man mano che le dimensioni del circuito diminuivano, gli strati isolanti si assottigliavano e la tensione che potevano sopportare diminuiva. Negli anni '70 un circuito integrato poteva assorbire kilovolt; nei processi avanzati di oggi centinaia di volt possono causare danni permanenti.

Ciò ha dato origine a due discipline distinte. Sul lato della produzione e dell'assemblaggio è stato sviluppato il concetto di AREA PROTETTA ESD: messa a terra, ionizzatori, pavimentazione antistatica e polsiere. Dal punto di vista del prodotto, ci si aspettava che i dispositivi resistessero alla scarica dell'utente e la norma IEC 61000-4-2 affronta questa seconda domanda.

La definizione della forma d'onda del test è la parte più tecnica dello standard. Il modello di scarica uomo-metallo consiste in un picco iniziale veloce seguito da una coda più lenta. Il picco iniziale, con il suo contenuto ad alta frequenza, si diffonde attraverso l'accoppiamento e raggiunge i circuiti sensibili; la coda trasporta energia ed è dove si trova il potenziale per danni permanenti.

Il problema della ripetibilità dello scarico dell'aria è una nota debolezza del settore. La velocità di avvicinamento dell'elettrodo, l'umidità ambientale e le condizioni della superficie cambiano dove e come salta l'arco. La norma preferisce quindi lo scarico per contatto laddove possibile e prevede lo scarico in aria solo dove il contatto non è fattibile.

Le applicazioni per veicoli hanno sviluppato un proprio standard: ISO 10605. La forma d'onda e la rete di scarica differiscono perché gli scenari di scarica all'interno di un veicolo (una persona che scende dall'auto con tempo asciutto e tocca la portiera) producono diversi livelli di energia. I risultati IEC 61000-4-2 non vengono trasferiti direttamente nel file del veicolo.

Per quali prodotti è richiesta

Tutti i gruppi di prodotti elettrici ed elettronici
Dispositivi con interfacce utente, connettori e tastiere
Apparecchiature per il controllo e l'automazione industriale
Dispositivi elettromedicali (tramite IEC 60601-1-2)
Strumenti di misura e da laboratorio (tramite IEC 61326)

Normative e schemi correlati

Viene menzionato negli standard di immunità generica e di prodotto ai sensi della Direttiva EMC (2014/30/UE)
Le norme generiche sull'immunità IEC 61000-6-1 e -6-2 rendono obbligatorio questo test
IEC 60601-1-2 per i dispositivi medici e ISO 10605 per i veicoli sono le disposizioni corrispondenti
Per le apparecchiature radio, la serie EN 301 489 copre questo test

Come si svolge la valutazione

1Determinazione dei punti di applicazioneVengono identificate tutte le superfici e i connettori che un utente potrebbe toccare durante il normale utilizzo; i punti inaccessibili non rientrano nell'ambito.
2Selezione del livello e del tipo di scaricoVengono applicati i livelli della norma di prodotto; la scarica a contatto viene utilizzata su superfici conduttrici e la scarica ad aria su quelle isolanti.
3Registrazione della funzione di riferimentoIl normale comportamento del dispositivo viene registrato prima del test; la valutazione successiva è fatta contro di essa.
4Scarico direttoAi punti identificati viene applicato un numero definito di impulsi di polarità positiva e negativa.
5Scarico indirettoGli impulsi vengono applicati ai piani di accoppiamento orizzontale e verticale; viene monitorato l'effetto che si propaga al dispositivo.
6ValutazioneIl comportamento del dispositivo viene valutato rispetto alla classe del criterio di prestazione nella norma di prodotto.

Norme affini e le differenze

ISO10605
La controparte per le applicazioni sui veicoli. La forma d'onda e la rete di scarica differiscono; i risultati non vengono riportati direttamente.
IEC 61000-4-4
Transitori elettrici veloci (EFT/burst). Un fenomeno diverso: una raffica di impulsi derivanti dalla commutazione e che arrivano sui cavi.
IEC 61000-4-5
Ondeggiare. Simula fulmini ed eventi sulla rete di alimentazione; la sua energia è molte volte superiore all'ESD.
La serie IEC 61340
Controllo ESD nella produzione e nell'assemblaggio. Una disciplina diversa dall'immunità del prodotto: proteggere il componente durante la produzione.

Che cosa deve contenere il rapporto

Perché un rapporto sia utilizzabile deve riportare le informazioni seguenti. Un rapporto incompleto può non essere accettato nella catena di fornitura o in un'ispezione, anche se il suo risultato è corretto.

I livelli applicati e le tipologie di scarico (contatto/aria)
L'elenco dei punti di applicazione e la giustificazione della loro selezione
Il numero di impulsi, polarità e intervallo di ripetizione
I piani di accoppiamento a cui è stato applicato lo scarico indiretto
La modalità operativa del dispositivo e i parametri monitorati
La classe del criterio di prestazione applicata e la valutazione

Punti spesso confusi

Il livello del test e i punti di applicazione derivano dalla norma di prodotto; il laboratorio non può selezionarli da solo.
Nelle applicazioni per veicoli viene utilizzata la norma ISO 10605; la forma d'onda e la rete di scarica differiscono e i risultati della norma IEC 61000-4-2 non vengono trasferiti direttamente.
Il dispositivo che viene temporaneamente interessato durante il test non è sempre un guasto; il criterio di accettazione viene valutato rispetto alla classe del criterio di prestazione.
Lo scarico dell'aria è sensibile all'umidità e alla velocità di avvicinamento; la sua ripetibilità è bassa e, ove possibile, si preferisce la scarica per contatto.
Il controllo ESD nella produzione (IEC 61340) viene confuso con l'immunità ESD del prodotto; questi sono problemi diversi.
Un test effettuato senza azionare il dispositivo evidenzia solo danni permanenti; i disturbi funzionali temporanei rimangono invisibili.

Struttura del Codice

Pubblicato da: IEC
Numero di serie: 61000
Parte: 4-2

L'ultimo "4-2" è il numero di sezione dello standard. I capitoli organizzano diverse coperture della stessa serie; Si applicano i requisiti di qualunque sezione scritta nella specifica.

Codici in biblioteca senza anno di rilascio è mantenuto. La versione attuale cambia nel tempo; Se l'anno è specificato nelle specifiche, viene presa come base quella versione, altrimenti viene applicata la versione più recente.

Ambito

Prova
Prove CEM / EMI
Prove EMC

Prove e servizi correlati

Dei 2 contenuti in cui questo codice è citato, sono elencati di seguito i 1 che dispongono di una propria pagina pubblicata sono elencati di seguito.

Prova · 1

ESD – IEC 61000-4-2

Requisiti tecnici

I testi standard sono copyright dell'organizzazione interessata; non è possibile inserire qui le condizioni di prova, il campione e i criteri di accettazione.

Riferimento: La dichiarazione di campo di applicazione della norma IEC 61000-4-2: scarico a contatto e in aria e disposizione di scarico indiretto (piano di accoppiamento); la controparte del veicolo ISO 10605 e il riferimento lato produzione IEC 61340. Livelli e criteri di accettazione sono definiti nella norma di prodotto.

Requisiti tecnici specifici per il tuo prodotto, una volta chiarito l'ambito In fase di offerta condiviso per iscritto.

Altre parti della stessa serie

IEC 61000 è presente in biblioteca anche con le seguenti parti.

Standard correlati

Domande frequenti su IEC 61000-4-2

A quale livello dovrebbe essere effettuato il test?

Il livello deriva dallo standard del prodotto. Ambienti residenziali, ambienti industriali e dispositivi medici prescrivono diversi livelli.

Il dispositivo si è ripristinato durante il test: è un errore?

Dipende dalla classe del criterio di prestazione nella norma di prodotto. Alcune classi accettano il ripristino automatico, altre si aspettano un funzionamento ininterrotto.

Questo test è sufficiente per il nostro componente del veicolo?

Non lo è. Le applicazioni per veicoli utilizzano ISO 10605; la forma d'onda e i livelli differiscono.

Adottiamo precauzioni ESD durante la produzione: sono ancora necessari test sui prodotti?

SÌ. Le precauzioni produttive proteggono il componente durante l'assemblaggio; il test del prodotto si rivolge all'utente che tocca il dispositivo. Questi sono problemi diversi.

Domande frequenti

Questo standard è obbligatorio per il mio prodotto?

L'obbligatorietà dipende dal gruppo di prodotto, dal mercato di destinazione e dalla normativa applicabile. Non appena ci comunicate il vostro prodotto e mercato, chiariamo per iscritto se questo standard è richiesto.

Quanto dura il processo di prova?

La durata dipende dall'ambito dello standard, dal numero di campioni e dalla capacità disponibile. La durata esatta viene comunicata, insieme ai dettagli su campioni e ambito, in fase di preventivo.

Effettuate voi la certificazione secondo questo standard?

Quale attività venga svolta nell'ambito di quale accreditamento viene confermato separatamente in fase di richiesta. Le informazioni aggiornate sull'ambito sono pubblicate nella nostra pagina istituzionale.

Cosa succede se lo standard di cui ho bisogno non è qui?

La biblioteca si basa su un inventario in continua crescita. Se non trovate il codice che cercate, potete segnalarlo tramite il modulo di richiesta preventivo; valuteremo l'ambito pertinente e vi risponderemo.