ISO 10605： 2008+A1：2014 與 IEC 61000-4-2： 2008 標準差異研究及應用

陳傳好，吳志平

（中國電器科學研究院股份有限公司，廣州 510850）

引言

IEC 61000-4-2： 2008作為靜電測試的基礎標準，有廣泛的應用。一般第三方實驗室或研發試驗室都以此標準為依據建設。近年來，隨著汽車電子行業的蓬勃發展，針對汽車環境的靜電測試需求越來越多。而汽車領域的靜電測試標準ISO 10605： 2008+A1： 2014，在儀器要求、測試環境條件、測試場地、測試布置等方面都與IEC基礎標準存在差異。如何節省空間，降低建設成本，在同一個工位建設同時符合兩個版本標準的靜電測試測試場地，滿足普通電子產品測試以及汽車電子產品的測試需求，在實際應用中有一定的參考價值。

ISO（國際標準化組織）和IEC（國際電工委員會）為兩個不同的國際標準組織，都是非政府機構，ISO與IEC就電工標準化的所有事項進行密切合作，在全世界范圍內促進標準化工作的開展。ISO技術委員會ISO/TC 22/SC3 于 2014 年 4 月 出 版 了 ISO 10605： 2008+A1：2014版本標準，對ISO 10605： 2008版本標準的修正；IEC技術委員會IEC/TC 77/SC 77B在2008年12月出版 IEC 61000-4-2： 2008， 取 代 IEC 61000-4-2：1995+A1：1998+A2： 2000 版本標準。

本文將對兩個標準進行詳細解讀與比較分析，并在此基礎上結合實際經驗提出一種可以兼容兩種測試標準的實驗場地解決方案。

1 兩種標準的差異分析

1.1 標準的產品適用范圍

IEC 61000-4-2為電磁兼容基礎標準，并不涉及具體的產品，其適用范圍比較廣泛，該標準是對涉及電氣和電子設備在直接操作人員和人員對鄰近物體產生靜電放電時的防護要求和試驗方法；ISO 10605明確說明其適用的產品范圍為車輛及或車用電子模塊，規定了評估車輛或車用電子模塊所需的靜電放電（ESD）測試方法，是基于IEC 61000-4-2標準對車輛及車用電子模塊規定特殊要求。

1.2 放電模塊的差異

IEC 61000-4-2僅要求一種放電模塊150 pF/330 Ω，150 pF為充電電容，模擬人體電容的典型值；330 Ω為放電電阻，為表示人體握有某個如鑰匙或工具等金屬物時的源電阻而選用一個330 Ω的電阻。

ISO 10605定義150 pF/330 Ω，150 pF/2 kΩ，330 pF/330 Ω，330 pF/2 kΩ幾種放電模塊，不僅模擬了人體在車內和車外的帶電情況，也模擬了人體通過金屬和皮膚放電的情況，比較全面地考慮了車輛或其使用的電子設備在實際使用中遭遇到的各種靜電放電情況，具體模擬的實際條件如下：

150 pF充電電容代表人體在車輛外部的典型電容值；

330 pF充電電容代表人體在車輛內部的典型電容值；

2 kΩ放電電阻代表了人體的放電直接通過皮膚；

330 Ω放電電阻代表了人體的放電通過金屬部分（如工具、鑰匙、環等）。

圖1是以接觸放電為實例通過理論計算得出的放電電流波形圖。由下圖的波形圖可以看出充電電容越大，儲存的能量越高；放電電阻越大，在一定時間內的放電電流越小，放電電流的持續時間也越短。ISO 10605定義的幾種放電模塊，不僅模擬了人體在車內和車外的帶電情況，也模擬了人體通過金屬和皮膚放電的情況，比較全面地考慮了車輛或其使用的電子設備在實際使用中遭遇到的各種靜電放電情。

1.3 環境條件要求的差異

主要差異點總結如表1。

圖1 接觸放電波形計算實例(放電電壓5 kV)

環境條件尤其是相對濕度的不同，對空氣放電的影響十分大。IEC 61000-4-2 對于空氣放電有明確的環境條件要求，而接觸放電則按照產品聲明的運行環境要求即可。ISO 10605對于更低的相對濕度環境較為推薦，而對于大氣壓強則無特殊要求。如用戶同意的其他環境條件也可以適用。

ISO 10605對于不同放電方式的環境條件沒有區別的要求。

1.4 測試場地的差異

根據測試場地由下至上，分別由以下部分組成：

表1 環境條件要求的主要差異

表2 場地的詳細要求及具體差異

①參考接地平板（GRP），直接放置在地面上并接地；

②絕緣桌子或絕緣支撐，放置在GRP上；

③水平耦合板（HCP），放置在絕緣桌子上；

④絕緣墊，放置在HCP上；

⑤其他，垂直耦合板（VCP）、絕緣塊、電荷泄放電纜、靜電消耗墊，按實際測試應用擺放或連接。

場地的詳細要求及具體差異總結如表2。

1.5 測試布置差異

測試布置的詳細要求及具體差異總結如表3。

兩個標準所適用的產品不同，在實驗室中的測試也需要盡可能地模擬被測試產品的實際安裝使用情況。按照對靜電場影響的安裝模式，IEC 61000-4-2中普通電子電氣產品常分為落地式、臺式；而ISO 10605對車用電子電氣產品，則根據最終在車輛中的安裝位置，分為是否為底盤安裝、在車外或車內容易接觸到，同時還對產品在包裝搬運過程等中可能遭受的靜電放電情況進行評估。具體測試布置見圖2～3。

2 兼容IEC 61000-4-2和ISO 10605的測試場地及設備方案

設計的同時符合IEC 61000-4-2和ISO 10605標準的靜電放電測試場地參考配置如下：

表3 測試布置的詳細要求及具體差異

圖2 IEC 61000-4-2標準測試布置

圖3 ISO 10605標準測試布置

① 絕緣測試桌子1張，桌子不能含任何可導電的部件（如金屬釘子），尺寸3.0 m * 0.8 m * 0.8 m，高度0.8 m同時滿足IEC 61000-4-2及ISO 10605的要求；考慮到ISO 10605中的被測試產品與其外圍設備連接線應該長1.5～2.5 m的要求以及產品也有一定尺寸大小，所以桌子長度考慮最長的線長2.5 m布置，加上被測試產品的大小需求，推薦為3.0 m；如需要考慮IEC 61000-4-2中較大的臺式產品的測試，增加一張0.8高的絕緣測試桌子，長度根據具體需要確定。

絕緣支撐1張（見圖4），不能含任何可導電的部件，高度要求0.1 m，長寬推薦1.0 m * 1.0 m，滿足IEC 61000-4-2落地式設備要求。

② 水平耦合板1張，符合IEC 61000-4-2標準要求（見圖5）的尺寸為1.6 m * 0.8 m * 2 mm，材料可采用鍍鋅鋼板或銅板。由于標準要求如更大產品的需要測試時，應該要增加一張同樣尺寸的水平耦合板，所以與ISO 10605的水平耦合板不能兼容。

水平耦合板1張，符合ISO 10605標準要求（見圖6）的尺寸為3.0 m * 0.8 m * 2 mm，長度考慮條件同絕緣測試桌子，材料可采用鍍鋅鋼板或銅板。

垂直耦合板1張（含絕緣固定基座），符合IEC 61000-4-2標準要求（見圖7）的尺寸為0.5 m * 0.5 m*2 mm，材料可采用鍍鋅鋼板或銅板。

③參考接地平板，材料可采用鍍鋅鋼板或銅板，厚度2 mm，厚度需要符合標準要求外，還保證經受重壓不產生彎曲變形。考慮IEC 61000-4-2要求的每邊超出被測試產品或水平耦合板至少0.5 m，同時需要預留落地式設備測試空間，以及ISO 10605尺寸不少于水平耦合板的尺寸的要求，參考接地平板的面積至少需要4.0 m *2.0 m；由于參考接地平板面積較大，采用拼接方式要保持各金屬板之間良好的導電連接。

④ 絕緣墊，因兩標準對絕緣墊的厚度有嚴格要求，且不一樣，因此需要分別配置符合各標準的絕緣墊。配置如下：

1張1.5 m * 0.8 m * 0.5 mm符合IEC 61000-4-2要求；

2張0.5 m * 0.5 m * 2 mm符合ISO 10605要求，分別放置被測試產品及外圍設備用。

⑤ 絕緣塊，僅ISO 10605要求，2塊0.4 m * 0.2 m *50 mm，1塊0.4 m * 0.2 m * 2 m。注意滿足介電常數要求。

⑥ 電荷泄放電纜，兩端各接有一個470 kΩ泄放電阻的電荷泄放電纜3根，另外還需要泄放電阻≥1 MΩ的電纜1根。

⑦靜電放電發生器1臺，配備150 pF/330 Ω，150 pF/2 kΩ，330 pF/330 Ω，330 pF/2 kΩ放電模塊，可滿足兩個標準的要求；最高測試電壓至少滿足接觸放電±15 kV，空氣放電±25 kV，滿足兩個標準最高測試電壓的要求。

⑧ 溫濕度及大氣壓強表1個，用來監測測試場地環境參數。

⑨ 獨立的測試房間，參考測試場尺寸要求，并考慮所需要測試產品尺寸大小，房間必須安裝能獨立控制的空調，用于調節房間的溫度及濕度以滿足標準的溫濕度要求。

兼容兩個標準要求的測試場及設備方案如圖8。

圖4 絕緣支撐

圖5 符合IEC 61000-4-2標準要求的水平耦合板

圖6 符合 ISO 10605標準要求的水平耦合板

圖7 符合IEC 61000-4-2標準要求的垂直耦合板

圖8 兼容性測試場及設備方案示意圖

3 結語

本文通過對 ISO 10605： 2008+A1：2014 與 IEC 61000-4-2： 2008標準的對比分析，設計了采用兼容場地的實驗室方案，可以有效節省空間，節約設備及降低建設成本。對于IEC 61000-4-2，依據ISO 10605執行靜電放電測試時，應選擇適當的放電模塊、線纜的擺放、放電回路線的連接等，操作不當會直接影響到測試結果的準確性。