IEC 61000-4-2: Electromagnetic compatibility (EMC) - Part 4-2: Testing and measurement techniques - Electrostatic discharge immunity test (IEC 61000-4-2:2008)

English
CONTENTS
FOREWORD
INTRODUCTION
1 Scope
2 Normative references
3 Terms and definitions
4 General
5 Test levels
6 Test generator
6.1 General
6.2 Characteristics and performance of the ESD generator
6.3 Verification of the ESD setup
7 Test setup
7.1 Test equipment
7.2 Test setup for tests performed in laboratories
7.3 Test setup for post-installation tests
8 Test procedure
8.1 Laboratory reference conditions
8.2 EUT exercising
8.3 Execution of the test
9 Evaluation of test results
10 Test report
Annex A (informative) Explanatory notes
Annex B (normative) Calibration of the current measurement system and measurement of discharge current
Annex C (informative) Example of a calibration target meeting the requirements of Annex B
Annex D (informative) Radiated fields from human metal discharge and ESD generators
Annex E (informative) Measurement uncertainty (MU) considerations
Annex F (informative) Variation in test results and escalation strategy
Bibliography
Figures
Figure 1 – Simplified diagram of the ESD generator
Figure 2 – Ideal contact discharge current waveform at 4 kV
Figure 3 – Discharge electrodes of the ESD generator
Figure 4 – Example of test set-up for table-top equipment, laboratory tests
Figure 5 – Example of test setup for floor-standing equipment, laboratory tests
Figure 6 – Example of a test setup for ungrounded table-top equipment
Figure 7 – Example of a test setup for ungrounded floor-standing equipment
Figure 8 – Example of test setup for floor-standing equipment, post-installation tests
Figure A.1 – Maximum values of electrostatic voltages to which operators may be charged while in contact with the materials mentioned in Clause A.2
Figure B.1 – Example of a target adapter line attached to current target
Figure B.2 – Example of a front side of a current target
Figure B.3 – Example of measurement of the insertion loss of a current target-attenuator-cable chain
Figure B.4 – Circuit diagram to determine the low-frequency system transfer impedance
Figure B.5 – Typical arrangement for calibration of ESD generator performance
Figure C.1 – Mechanical drawing of a coaxial target (drawing 1 of 5)
Figure C.2 – Mechanical drawing of a coaxial target (drawing 2 of 5)
Figure C.3 – Mechanical drawing of a coaxial target (drawing 3 of 5)
Figure C.4 – Mechanical drawing of a coaxial target (drawing 4 of 5)
Figure C.5 – Mechanical drawing of a coaxial target (drawing 5 of 5)
Figure D.1 – Electric field of a real human, holding metal, charged at 5 kV measured at 0,1 m distance and for an arc length of 0,7 mm
Figure D.2 – Magnetic field of a real human, holding metal, charged at 5 kV, measured at 0,1 m distance and for an arc length of approximately 0,5 mm
Figure D.3 – Semi-circle loop on the ground plane
Figure D.4 – Voltages induced in a semi-loop
Figure D.5 – Example of test setup to measure radiated ESD fields
Figure D.6 – Comparison between measured (solid line) and calculated numerically (dot line) voltage drop on the loop for a distance of 45 cm
Figure D.7 – Comparison between calculated H field from measured data (solid line) and H field calculated by numerical simulation (dotted line) for a distance of 45 cm
Figure D.8 – Structure illuminated by radiated fields and equivalent circuit
Figure D.9 – Radiated H fields
Tables
Table 1 – Test levels
Table 2 – General specifications
Table 3 – Contact discharge current waveform parameters
Table 4 – Cases for application of ESD on connectors
Table A.1 – Guideline for the selection of the test levels
Table B.1 – Contact discharge calibration procedure
Table E.1 – Example of uncertainty budget for ESD rise time calibration
Table E.2 – Example of uncertainty budget for ESD peak current calibration
Table E.3 – Example of uncertainty budget for ESD I30, I60 calibration
Français
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS
INTRODUCTION
1 Domaine d'application
2 Références normatives
3 Termes et définitions
4 Généralités
5 Niveaux d'essai
6 Générateur d'essai
6.1 Généralités
6.2 Caractéristiques et performances du générateur de DES
6.3 Vérification du montage de DES
7 Montage d’essai
7.1 Matériel d’essai
7.2 Montage d'essai utilisé pour les essais réalisés en laboratoire
7.3 Montage d'essai pour les essais après installation
8 Procédure d'essai
8.1 Conditions de référence du laboratoire
8.2 Fonctionnement de l'EST
8.3 Exécution de l'essai
9 Evaluation des résultats d’essai
10 Rapport d’essai
Annexe A (informative) Notes explicatives
Annexe B (normative) Etalonnage du système de mesure du courant et mesure du courant de décharge
Annexe C (informative) Exemple d’une cible d’étalonnage satisfaisant aux exigences de l’Annexe B
Annexe D (informative) Champs rayonnés par les décharges personne-métal et les générateurs de DES
Annexe E (informative) Considérations concernant l’incertitude de mesure
Annexe F (informative) Variation des résultats d’essai et stratégie d’intensification
Bibliographie
Figures
Figure 1 – Schéma simplifié du générateur de DES
Figure 2 – Forme d’onde idéale de courant de décharge au contact à 4 kV
Figure 3 – Electrodes de décharge du générateur de DES
Figure 4 – Exemple de montage d'essai pour matériel de table, Essais en laboratoire
Figure 5 – Exemple de montage d'essai pour matériels posés au sol, essais en laboratoire
Figure 6 – Exemple de montage d’essai pour un matériel de table non relié à la terre
Figure 7 – Exemple de montage d’essai pour un matériel posé sur le sol non relié à la terre
Figure 8 – Exemple de montage d'essai pour matériels posés au sol, Essais après installation
Figure A.1 – Valeurs maximales des tensions électrostatiques auxquelles les opérateurs peuvent être chargés lorsqu'ils sont en contact avec les matériaux mentionnés à l'Article A.2
Figure B.1 – Exemple d’une ligne d’adaptation de la cible fixée à la cible de courant
Figure B.2 – Exemple de face avant d’une cible de courant
Figure B.3 – Exemple de mesure de la perte d’insertion d’une chaîne cible de courant-atténuateur-câble
Figure B.4 – Schéma de circuit pour déterminer l’impédance de transfert de système à basse fréquence
Figure B.5 – Arrangement type pour l’étalonnage des performances du générateur de DES
Figure C.1 – Dessin mécanique d’une cible coaxiale (dessin 1 sur 5)
Figure C.2 – Dessin mécanique d’une cible coaxiale (dessin 2 sur 5)
Figure C.3 – Dessin mécanique d’une cible coaxiale (dessin 3 sur 5)
Figure C.4 – Dessin mécanique d’une cible coaxiale (dessin 4 sur 5)
Figure C.5 – Dessin mécanique d’une cible coaxiale (dessin 5 sur 5)
Figure D.1 – Champ électrique d’une personne réelle tenant une pièce métallique, chargée à 5 kV, mesuré à une distance de 0,1 m et pour une longueur d’arc de 0,7 mm
Figure D.2 – Champ magnétique d’une personne réelle tenant une pièce métallique, chargée à 5 kV, mesuré à une distance de 0,1 m et pour une longueur d’arc d’environ 0,5 mm
Figure D.3 – Boucle en demi-cercle sur le plan de sol
Figure D.4 – Tensions induites dans une demi-boucle
Figure D.5 – Exemple de montage d’essai pour mesurer les champs de DES rayonnés
Figure D.6 – Comparaison entre la chute de tension mesurée (trait plein) et la valeur calculée numériquement (trait pointillé) sur la boucle pour une distance de 45 cm
Figure D.7 – Comparaison entre le champ H calculé à partir de la donnée mesurée (trait plein) et le champ H calculé par simulation numérique (trait pointillé) pour une distance de 45 cm
Figure D.8 – Structure illuminée par des champs rayonnés et circuit équivalent
Figure D.9 – Champs H rayonnés
Tableaux
Tableau 1 – Niveaux d'essai
Tableau 2 – Spécifications générales
Tableau 3 – Paramètre de forme d’onde de courant de décharge au contact
Tableau 4 – Cas d’application des DES sur les connecteurs
Tableau A.1 – Conseils pour le choix des niveaux d'essais
Tableau B.1 – Procédure d’étalonnage de décharge au contact
Tableau E.1 – Exemple de budget d’incertitude pour l’étalonnage du temps de montée de DES
Tableau E.2 – Exemple de budget d’incertitude pour l’étalonnage du courant de crête de DES
Tableau E.3 – Exemple de budget d’incertitude pour l’étalonnage de DES à I30, I60