BMS静电放电ESD测试的基本知识

九月多了，学生们开学了，而对我来讲可以期盼十一放假回家了，嗯，要找领导商量多请几天假。

这次总结下ESD测试方面的知识。相信大家都熟悉产品的ESD测试，也遇见过由ESD造成的各种产品故障，例如端口损坏、通信卡死、数据跳动、甚至产品烧毁；我最近就遇见过产品打ESD时冒烟的情况，咋啥都让我遇见。（图片来源于Nexperia官网）

ESD涉及到的常用车规测试标准如下：一共四个标准，分为了两组；简单来讲，每一组里面的国家标准与国际标准是对应的，并且ISO 10605来源于IEC 61000－4－2；对于车载的BMS来讲，我们主要参考的标准为ISO 10605。

下面就以ISO 10605－2008作为主要对象，来整理ESD的相关测试内容与背景。ESD发生器先介绍一下ESD发生器，也就是常说的静电枪，大家应该都见过，它还是挺沉的，做ESD测试是一个体力活。

下图为ESD发生器的原理框图：内部的电容C1由静电枪内部的高压电源、经过充电开关与充电电阻（50～100MΩ）进行充电；充电完成后，断开充电开关，然后通过放电开关进行ESD放电；其中的RC阻容网络是可以外部人为设置的。

放电模型人体放电模型（Human－Body Model ，HBM）：是指因人在地上走动摩擦或其他因素在人体上已经累积了静电，当人再去碰触IC时，会产生放电。

机器放电模型（Machine Model ，MM）：是指机器（例如机械手臂）本身积累了静电，当它接触IC时，会产生放电。

组件充电模型（Charged－Device Model，CDM）：是指IC内部首先积累了静电，但未损伤，然后此IC接触地面时，通过IC的PIN脚，产生了放电。（图片来源于网络）

除此之外，还有其他的几个模型，就不展开了，因为理解的也不深入。其实我感觉在IEC 61000－4－2和ISO 10605里面弱化了放电模型的概念，更加务实，直接推荐单板系统层级测试ESD的RC阻容网络，与上面模型的阻容参数也是不相同的；而放电模型的概念更多在工业或军用的标准中，针对对象为元件，此处当做了解吧。ESD试验方案下图列出了ESD的测试方案，首先分为直接放电与间接放电两个大方向，直接放电又包括了空气放电与接触放电两种测试方法，而间接放电只做接触放电。

直接放电：直接对DUT实施放电的试验方法。间接放电：对DUT附近的耦合板实施放电，一般用来模拟人体对DUT附近的物体进行放电。接触放电：在发生放电之前，将ESD发生器的放电电极尖端保持与DUT接触，通过触发发生器内部的放电开关对DUT进行放电；接触放电的金属电极顶端为尖状。

空气放电：将发生器的电极充电到试验电压，然后以规定的速度接近DUT，当发生器的放电尖端足够接近DUT时，放电尖端和试验点之间的电介质材料被击穿，通过电弧进行放电；空气放电的金属电极顶端为圆形。

DUT的状态DUT存在带电与不带电两种状态；带电状态模拟DUT在工作时出现的ESD场景；而不带电状态模拟DUT在生产过程或维修过程中出现的ESD场景。一般的RC阻容网络选取规则标准中规定，使用2KΩ电阻，模拟人体直接通过皮肤放电；而使用330Ω电阻，模拟人体通过金属部分（例如钥匙）放电。DUT安装在车辆上容易接触的位置时，电容选取330pF，否则选取150pF。最后，把相关测试总结成为下面的一张图，需要注意的是，实际上根据参考标准的不同，是有一些出入的。

总结：这几天更新的比较慢，原因是本来在写另外一个题材，写到一半感觉理解不透彻，所以就先搁置了，等成熟后再说，又重新开了新方向；以上所有，仅供参考。

审核编辑：符乾江