IEC 61000-4-2

關於標準

範圍標題： electrostatic discharge (ESD) immunity

IEC 61000-4-2 是由 International Electrotechnical Commission（IEC）發布的標準。發布電氣、電子及相關技術的國際標準；是電磁相容與電氣安全體系的基礎。CISPR 出版物隸屬於 IEC 內部的一個特別委員會。

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覆蓋範圍

IEC 61000-4-2 是什麼？

IEC 61000-4-2 定義了靜電放電 (ESD) 抗擾度測試。它是應用最廣泛的 EMC 抗擾度測試，因為它模擬的現像是日常現象：因行走而帶電的人接觸設備時發生的放電。

事件的嚴重程度是違反直覺的。一個人在乾燥環境中走在地毯上可以被充電到十千伏以上，並且能量會在納秒內釋放。峰值電流達到幾十安培；由於持續時間很短，人們只會感覺到輕微的震動，但對於電子電路來說，這是遠遠超出其設計極限的脈衝。

此標準定義了兩種放電形式。接觸放電將脈衝直接施加到導電表面；它具有高度可重複性，是首選方法。空氣放電是當電極接近表面時跳躍的電弧；它適用於絕緣表面和間隙，但由於對濕度和接近速度敏感，因此可重複性較差。

也定義了間接放電：脈衝不會施加到設備本身，而是施加到其旁邊的水平或垂直耦合平面。這檢查了附近發生的放電對設備的影響——有人觸摸桌子並影響其上的設備的情況。

測試的輸出不是績效衡量，而是根據績效標準評估的行為。根據產品標準中定義的驗收標準來評估設備在測試期間和測試後是否保持其預期功能、自行恢復或沒有永久損壞。

這項標準為何存在？

隨著半導體技術的萎縮，人們意識到 ESD 對電子產品構成嚴重威脅。隨著電路尺寸的減小，絕緣層變薄，其所能承受的電壓也隨之下降。在 1970 年代，積體電路的電壓可能為千伏特；在當今的先進製程中，數百伏特的電壓可能會造成永久性損壞。

這產生了兩個獨立的學科。在製造和組裝方面，開發了 ESD 保護區的概念：接地、離子產生器、防靜電地板和腕帶。在產品方面，設備需要能夠承受用戶的放電，IEC 61000-4-2 解決了第二個問題。

定義測試波形是標準中最具技術性的部分。人體-金屬放電模型由快速的初始峰值和隨後的較慢的尾部組成。具有高頻成分的初始峰值通過耦合傳播並到達敏感電路；尾巴攜帶著能量，也是可能造成永久性損傷的地方。

空氣放電的重複性問題是該領域已知的弱點。電極的接近速度、環境濕度和表面狀況會改變電弧跳躍的位置和方式。因此，該標準傾向於盡可能採用接觸放電，並且僅在接觸不可行的情況下才規定空氣放電。

車輛應用制定了自己的標準：ISO 10605。波形和放電網路有所不同，因為車輛內部的放電場景（一個人在乾燥天氣下下車並觸摸車門）會產生不同的能量水平。 IEC 61000-4-2 結果不會直接轉移到車輛文件。

哪些產品需要

所有電氣和電子產品組
具有使用者介面、連接器和鍵盤的設備
工業控制及自動化設備
醫療電氣設備（透過 IEC 60601-1-2）
測量和實驗室儀器（透過 IEC 61326）

評估如何進行

1確定應用點識別使用者在正常使用中可以觸摸的所有表面和連接器；無法到達的點位於範圍之外。
2選擇液位和排放類型採用產品標準中的等級；接觸放電用於導電表面，空氣放電用於絕緣表面。
3記錄參考函數測試前記錄設備的正常行為；後面的評估是針對它進行的。
4直接放電將規定數量的正極性和負極性脈衝施加到所識別的點。
5間接排放脈衝施加到水平和垂直耦合平面；傳播到設備的效果受到監控。
6評估設備的行為根據產品標準中的性能標準類別進行評估。

相鄰標準及其差異

ISO 10605
車輛應用的對應產品。波形和放電網路不同；結果不會直接延續。
IEC 61000-4-4
電快速瞬變（EFT/突發）。一種不同的現象：開關產生並通過電纜到達的脈衝串。
IEC 61000-4-5
湧。它模擬閃電和供電網路事件；其能量比ESD高出許多倍。
IEC 61340 系列
製造和組裝中的 ESD 控制。與產品免疫不同的學科：在生產過程中保護組件。

報告必須包含的內容

報告要能使用，必須載明以下資訊。即使結果正確，不完整的報告在供應鏈或稽核中仍可能不被接受。

應用等級和放電類型（接觸/空氣）
應用點列表及其選擇理由
脈衝數量、極性和重複間隔
應用間接放電的耦合平面
設備的工作模式和監控的參數
適用的績效標準類別和評估

常被混淆的要點

測試等級和應用要點來自產品標準；實驗室不能自行選擇它們。
在車輛應用中，使用 ISO 10605；波形和放電網路不同，IEC 61000-4-2 結果不會直接延續。
測試過程中暫時受到影響的設備並不一定是故障；驗收標準根據性能標準類別進行評估。
空氣排放對濕度和接近速度敏感；其重複性較低，如有可能，優選接觸放電。
製造業的 ESD 控制 (IEC 61340) 與產品 ESD 抗擾度混淆；這些是不同的問題。
在不操作設備的情況下進行的測試僅顯示永久性損壞；暫時的功能障礙仍然是看不見的。

準則的結構

發布單位: IEC
序號: 61000
部分: 4-2

最後一個「4-2」是標準的章節號。各章組織同一系列的不同內容；規範中寫入的任何部分的要求均適用。

庫中的程式碼 無發行年份 被保留。目前版本隨時間變化；如果您的規格中指定了年份，則以該版本為基礎，如果未指定，則套用最新版本。

範圍

測試
EMC／EMI 檢測
電磁相容測試

技術要求

標準文本的版權歸相關組織所有；此處無法填寫測試條件、樣本和驗收標準。

依據： IEC 61000-4-2範圍聲明：接觸放電和空氣放電以及間接（耦合平面）放電佈置； ISO 10605 車輛對應標準和 IEC 61340 製造方參考。產品標準中定義了等級和驗收標準。

一旦我們明確了範圍，您的產品特定的技術要求報價階段以書面分享。

同系列的其他部分

IEC 61000 系列在資料庫中亦收錄以下部分。

關於 IEC 61000-4-2 的常見問題

應該在什麼等級進行測試？

此等級來自您的產品標準。住宅環境、工業環境和醫療設備規定了不同的等級。

測試期間設備重置－這是失敗嗎？

這取決於產品標準中的性能標準等級。有些類別接受自我恢復，其他類別則希望不間斷運作。

該測試對於我們的車輛部件來說是否足夠？

它不是。車輛應用使用 ISO 10605；波形和電平不同。

我們在生產中採取 ESD 預防措施—是否還需要進行產品測試？

是的。生產預防措施在組裝過程中保護零件；產品測試針對使用者觸摸設備的情況。這些都是不同的問題。

常見問題

此標準對我的產品是否為強制性？

是否為強制性取決於產品類別、目標市場與相關法規。您提供產品與市場資訊後，我們將以書面說明是否需要此標準。

測試流程需要多長時間？

所需時間取決於標準範圍、樣品數量與現有產能。確切時間將於報價階段連同樣品與範圍資訊一併提供。

貴機構是否依此標準核發驗證？

哪項活動在哪個認證範圍下進行，將於申請時另行確認。最新範圍資訊公布於我們的企業頁面。

如果我需要的標準不在此處會怎樣？

資料庫基於持續擴充的清單。若找不到您需要的代碼，可透過報價表單告知我們；我們將評估相關範圍後與您聯繫。