如何通过HP 547A电流示踪器追踪ESD电流路径

1970年代中期，HP开发了一套三支手持式探头。逻辑探头（HP 545A），电流脉冲发生器（HP 546A）和电流跟踪仪（HP 547A）。稍后将它们替换为HP 5015T逻辑故障排除工具包，一起出售的更新的HP10525T逻辑探头和10526T脉冲发生器。据我所知，当前的示踪剂尚未升级。电流脉冲发生器和电流跟踪器的组合最初是为了定位CMOS和HCMOS电路中的短路或闩锁，电路板短路等。

几年前，我在eBay上找到了全套工具，并想知道如何在我的EMC咨询中利用这些工具，尤其是电流跟踪器，以追踪由ESD事件引起的破坏性电流。

电流跟踪仪（图1）可以接受4.5 VDC至18 VDC的电源，并带有小型手指操作的抓取夹，用于连接到被测电路。但是，我可能会切断连接器，并将两根导线连接到正确的香蕉插头上，因为抓取夹的使用有点挑剔。一些使用过的探针不包括采集卡，但这可能不是很大的损失。

图1 HP 547A电流示踪探针带有两个固定夹，我将用香蕉插头替换它们。

原始的用户手册说：

HP 547A电流示踪器是一种手持式探头，可精确定位电气系统中的低阻抗故障。探头感应由电路内部的脉冲电流或由外部刺激（例如HP 546A或10526T Logic Pulsers）提供的电流脉冲产生的磁场。通过点亮Current Tracer尖端附近的指示灯，可以指示是否存在电流脉冲。指示器附近的SENSITIVITY控件可在1 mA至1A的范围内调节探头灵敏度。

我最近发现电流跟踪器可能有助于绘制ESD放电电流的路径，特别是对于具有多个电路板，电源和电缆的复杂系统。

我很快就有机会尝试这项技术。我的一位医疗产品客户因ESD合规性故障而寻求帮助，该故障使他们忙于数周的时间进行故障排除。在不透露细节的情况下，该系统是一个台式机电系统，带有主电路板和电源，键盘和显示板，几个螺线管致动器以及许多互连电缆。

在2 kV至15 kV的任何地方注入ESD都会导致执行器在错误的时间触发。该系统在靠近正面的两个侧围面板处特别敏感。

经过大量的故障排除和潜在的修复后，我们接近了，但仍不足以满足IEC 60601-2标准对15 kV的新要求。部分问题是键盘和显示器的粘合不良到外壳。此外，许多系统电缆可能与该问题有关。

经过一番挠头（和午餐）后，我拔出了电流示踪器，将其设置为1 A的灵敏度，并将其连接到外部12 V电源。然后，我们将系统转向侧面，并向敏感区域之一注入了一个小的500 V ESD脉冲。当我的客户每隔几秒钟施加一次重复的脉冲时，我开始在键盘/显示板和电缆上进行探测（图2）。

图2正在使用的HP 547A电流跟踪仪。通过探测键盘/显示板上的不同电缆和区域，我们能够快速隔离ESD电流的主要路径。

我们可以轻松地将ESD隔离到仅几根电缆以及显示板的路径上。灯的亮度指示注入的ESD电流脉冲的相对幅度（和主要路径）。现在，我们可以尝试各种粘合和屏蔽方法，以近乎实时地查看结果。在正确绑定键盘/显示器，重新布线至螺线管以及添加一个铁氧体扼流圈之间，我们能够确认流向键盘/显示器敏感部分的ESD电流已经转移回机箱，并且我们能够实现以下目标：符合15 kV。

还有其他更现代的电流追踪器可用，但是似乎它们的探针提示很大，因此可能无法在这种类型的应用程序中使用。HP 547A的尖端非常小，灵敏度足以检测到低电平ESD。我发现它非常适合类型应用程序，并且易于使用。

电流追踪器探头在10年前更为普遍，但我偶尔看到它们以50至100美元的价格出现在eBay或其他过剩的服装上。对于那些真正困难的ESD挑战，这也许是正确的工具，我计划将其保留在故障排除工具包中。

—肯尼斯·怀亚特（Kenneth Wyatt）是怀亚特技术服务公司的总裁兼首席顾问。

编辑：hfy