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ESDG产品使用说明书

静电放电抗扰度测试仪

ELECTROSTATICIMMUNITYTESTER

ESD－2020A

ESD-2020A静电放电抗扰度测试仪在性能上完全满足IEC61000-4-2标准要求的测试仪。

其最大静电电压可以达到20kV，足以覆盖标准中最严酷等级的静电电压要求（第4级气隙放电的静电电压要求为15kV），同时适用于更多的应用领域以及未来新标准的要求。

所以ESD-2020A静电放电抗扰度测试仪可用于绝大多数电气与电子设备对于静电放电试验，而且可以保证试验的可比性和再现性。

一、主要技术指标

ESD-2020A静电放电抗扰度测试仪主要技术指标见表1所示。

输出电压

0.5～20.0kV±5％

电压极性

正或负

触发模式

SINGLE

单次

COUNT

按设定的放电次数放电

20pps

20次／秒

*

主机自触发、加强型枪触发

枪控（电压自动渐升模式、极性切换）

放电模式

接触或气隙

放电间隔

0.05s～9.99s（当20pps模式下，放电间隔为0.05s）

计数器

1～9999（用于放电次数计数）

放电电容

150pF（特殊要求可定制）

放电电阻

330Ω（特殊要求可定制）

放电电极

圆锥形接触放电电极及球形气隙放电电极

使用环境

温度：

15℃～35℃相对湿度：

25％～75％

电源/功率

单相AC85~265V，50／60Hz；60Wmax

外形尺寸（mm）

主机280×350×150（W×D×H）

）

重量

约5kg

表1ESD-2020A静电放电抗扰度测试仪主要技术指标

二、仪器前面板功能描述

图1ESD－2020A静电放电抗扰度测试仪前面板示意图

仪器前面板示意图见图1所示。

图中各部分的功能如下：

（1）电压极性切换按钮

点按该按钮可切换放电电压的正负极性。

当仪器处于STOP状态时，点按此按钮仪器将切换高压正负极性状态。

（2）显示窗

分三行。

最上一行显示放电电压设定值，设定范围是±0.5kV～±20.0kV。

当设定电压为负时，在该行最左面显示‘－’。

当设定电压为正时，在该行最左面显示空白。

设定值通过按钮（3,6,7,8）调节。

设定正负时可通过按钮

（1）调节。

中间行显示放电间隔时间设定值，设定范围是0.05~9.99秒。

设定值通过按钮（4,6,7,8）调节。

当放电模式设定为20pps时，放电间隔时间固定显示20pps，不可调节。

第三行显示放电次数设定值/放电计数，显示范围为1～9999。

。

每次从STOP状态进入START时，显示为放电倒计数。

放电次数设定值通过按钮（5,6,7,8）调节。

（3）电压设定选择按钮

当主机处于STOP状态时，点按该按钮可以进入/退出放电电压值设定状态，此时若正处于放电间隔时间或放电次数设定状态时，点按该按钮可退出设定状态，再次点按该按钮可进入放电电压设定状态。

主机处于START状态时（高压警告灯闪烁指示），点按该按钮将无效。

当点按该按钮进入放电电压设定状态时，放电电压设定值拾位数处于闪烁状态，此时可调节该位数字，并可通过按钮（6）来设置位数，再通过点按按钮（7，8）来升降电压值。

（4）放电间隔时间设定选择按钮

当主机处于STOP状态时，点按该按钮可以进入/退出放电间隔时间设定状态，此时若正处于放电电压或放电次数设定状态时，点按该按钮可退出设定状态，再次点按该按钮可切进入放电间隔时间设定状态。

主机处于START状态时（高压警告灯闪烁指示），点按该按钮将无效。

当点按该按钮进入放电间隔时间设定状态时，放电间隔时间设定值个位数处于闪烁状态，此时可调节该位数字，并可通过按钮（6）来设置位数，再通过按钮（7，8）来设置放电间隔时间。

（5）放电次数设定选择按钮

当主机处于STOP状态时，点按该按钮可以进入/退出放电次数设定状态，此时若正处于放电电压或放电间隔时间设定状态时，点按该按钮可退出设定状态，再次点按

该按钮可进入放电次数设定状态。

主机处于START状态时（高压警告灯闪烁指示），点按该按钮将无效。

当点按该按钮进入放电次数设定状态时，放电次数设定值千位数处于闪烁状态，此时可调节该位数字，并可通过按钮（6）来设置位数，再通过店按按钮（7，8）来设置位数上的次数。

（6）数位键设定按钮

在设置放电电压、放电间隔时间及放电次数，使用按钮（3,4,5）时，使闪烁位移到下一位。

当闪烁位已移到最后一位时再次按该按钮则闪烁位返到首位。

（7）数字递增键

在使用按钮键（3,4,5,6）时，当前的闪烁位上，如使用该数字递增键（UP）,则当前闪烁位上的数字会向上递增。

（8）数字递减键

在使用按钮键（3,4,5,6）时，当前的闪烁位上，如使用该数字递减（DOWN）,则当前闪烁位上的数字会向下递减。

（9）‘TESTMODE’测试模式选择按钮

测试模式共有三种，分别为：

自动（AUTO）、手动（MANUAL）及加强型枪控制（SWEEP+MANUAL）。

按此按钮可在以上三种模式中任意切换。

（10）测试模式指示灯（SWEEP）

当使用按钮（9）选择测试模式时，上面的指示灯可直观显示出当前的工作测试模式状态。

该指示灯不会单独亮，只有和手动（MANUAL）组合在一起使用，则当前的工作状态的测试模式为进入电压渐升和正负极性切换可通过枪控制的模式。

（11）测试模式指示灯（MANUAL）

当使用按钮（9）选择测试模式时，上面的指示灯可直观显示出当前的工作测试模式状态。

当（MANUAL）指示灯单独亮时，则表示目前的工作测试模式为手动模式，高压放电必须通过扣动扳机才会放电。

松开扳机，则放电停止。

当和按钮（10）的指示灯同时亮起，则表示为进入电压渐升和正负极性切换可通过枪控制的模式。

（12）测试模式指示灯（AUTO）

当使用按钮（9）选择测试模式时，上面的指示灯可直观显示出当前的工作测试模式状态。

当（AUTO）指示灯亮，则表示目前的工作测试模式为自动模式。

在自动模式下，按下START键后，根据设定的次数及放电时间，无需扣动扳机，放电电极上将自动放电。

（13）放电模式选择键

放电模式分为接触放电和气隙放电两种，按该按钮键，可选择使用接触放电或气隙放电的放电模式。

设备进入START工作状态时，按动该按钮无效。

（14）接触放电模式指示灯

当放电模式被设定为接触放电（CONTACT）模式时，接触放电指示灯点亮。

（15）气隙放电模式指示灯

当放电模式被设定为气隙放电（AIR）模式时，气隙放电指示灯亮。

（16）电源开关（POWER）

用于打开或关闭仪器电源

注意：

关闭仪器电源时，应确认仪器已处于STOP状态。

即STOP灯亮，高压警告灯不亮。

（17）高压输出指示灯

当仪器处于START状态时，高压输出指示灯闪烁，警告高压电源已开启。

仪器处于STOP状态时，高压输出指示灯熄灭。

（18）‘TRIGGERMODE’触发模式选择按钮

点按此按钮时，仪器以循环方式选择触发模式，指示灯见（23）。

触发模式包括单次触发（SINGLE）、根据放电间隔时间重复计数触发（COUNT）、以每秒20次频率触发（20pps）。

（19）IEC等级选择键

点按此按钮，仪器以循环方式选择IECLEVEL等级，选中的IEC等级见显示指示灯（24）。

（20）‘STOP’按钮

用于关闭高压电源，并使仪器进入STOP状态。

当仪器进入START状态后，STATT指示灯点亮，此时点按STOP按钮可退出START状态。

与此同时STOP按钮指示灯亮。

（21）‘START’按钮

用于开启高压电源，并使仪器进入待放电状态（START状态），此时按下放电枪上扳机即可进行放电测试。

开启高压电压前应确保放电枪插头已插入主机面板上左下方的插座内，并旋紧插头。

仪器已有保护电路，若放电枪插头未按要求插好就无法进入START状态，按START按钮时仪器将无反应，以示操作错误。

若插头接触不良或有松动有可能造成意外，损坏仪器伤及操作人员。

（22）‘START’及‘STOP’运行状态按钮指示灯

当仪器进入STOP状态后，STOP指示灯点亮，提示按START按钮可进START状态。

与此同时START按钮指示灯熄灭。

（23）‘TRIGGERMODE’触发模式指示灯

三个触发模式指示灯分别表示：

单次触发（SINGLE）、计数触发（COUNT）,20pps（每秒种放电20次）模式。

若触发模式设定为20pps模式时，此灯被点亮。

放电间隔时间设定值固定显示为‘20pps’，此时放电时间不可调节。

当触发模式被设定为‘COUNT’模式时，此灯被点亮。

此时的放电次数仍可通过按钮键（5,6,7,8）来设置。

当放电模式设置为气隙放电时，触发模式固定为单次触发（SINGLE），不可变动。

（24）IEC等级状态指示灯

当第一次按此按钮时，IEC指示灯在模式1上亮时，即进入第一级严酷度，此时放电电压设定值显示为‘2.0kV’。

再次点按该按钮即进入第二级严酷度，此时放电电压设定值显示为‘4.0kV’。

第三次点按该按钮即进入第三级严酷度，根据IEC标准要求需区分接触放电与气隙放电。

若放电形式为接触放电（CONTACT）时，放电电压设定值显示为‘6.0kV’，若放电形式为气隙放电（AIR）时，放电电压设定值显示为‘8.0kV’。

第四次点按该按钮即进入第四级严酷度，根据IEC标准要求需区分接触放电与气隙放电。

若放电形式为接触放电（CONTACT）时，放电电压设定值显示为‘8.0kV’，若放电形式为气隙放电（AIR）时，放电电压设定值显示为放电电压‘15.0kV’。

上述四种等级的选择中，在选中某个等级后，放电电压仍可通过按钮（3,6,7,8）任意调节。

第五次点按该按钮时，IEC等级将进行循环选择状态。

关于电压自动渐升方式及正负极性切换，后面另有介绍。

无论是否处于IEC规定的严酷度还是自定义放电电压状态，放电电压都可以选择正或负。

（25）高压插座

放电枪的高压电缆及控制线通过高压插座与主机相连，应在打开仪器电源前接好高压接插件。

当将高压插头插入高压插座时应对准高压插座内定位销，而后轻轻插入到底并旋紧压盖。

注意，未对准定位销强行插入，会损坏高压接插件内细小的铜针。

三、仪器后面板功能描述

图2ESD－2020A静电放电抗扰度测试仪后面板示意图

仪器后面板示意图见图2所示。

图中各部分的功能如下：

（1）电源插座

为仪器供电电源的输入插座。

使用电源范围为AC85～265V、50/60Hz。

（2）"FUSE"座子

仪器供电电源的保险丝座子。

采用的保险丝为2A（φ5×20）。

（3）"F.G."端子

仪器的接地端子。

使用时应将F.G.端子通过导线与实验室保护接地可靠相连。

（4）铭牌

四、放电枪

放电枪的外形见图3所示。

图3放电枪

图中各部分功能如下：

（1）放电电极

放电电极有两个。

一个为圆锥形，另一个为球形。

前者用于接触放电试验，后者用于气隙放电试验。

根据试验要求的不同，用户可自行更换使用。

注意圆锥体电极不可撞击及防止摔落，以免损伤尖端。

（2）放电枪接地端子

（3）放电枪扳机

放电枪扳机的操作与触发模式有关，对单次触发（SINGLE）来说，要扣一次扳机，放一次电。

对于COUNT、20pps二种触发模式来说，只要扣住扳机，放电便一直进行，主机自触发模式扳机无作用。

对于COUNT、主机自触发模式放电速率由操作面板的间隔时间设定（INTERVAL）。

对于20pps模式，放电速率固定为每秒20次。

（4）高压复合电缆

用来将直流高压电源的输出电压连接到放电枪中。

放电枪的控制线，也复合在这根电缆中。

（5）高压插头

用于连接主机及放电枪，开机前应插好高压插头，否则高压电源无法开启。

插高压插头时应仔细对准插头上的销孔及压盖。

插座内的销子，而后轻轻的将插头推入，最后旋紧插头压盖。

切不可硬插，以免损坏插针。

切勿用力推拉高压电缆，应手握压盖进行插拔操作。

（6）接地线夹

便于夹住参考接地板或试品的接地端子。

（7）接地线

用于连接放电枪与参考接地板或试品的接地端子，形成放电回路。

（8）放电枪安装把

用于把放电枪安装于放电枪架（选配）上。

（9）阻容套件盖

旋下阻容套件盖可方便更换阻容套件。

注意：

安装好阻容套件后应旋紧阻容套件盖。

（10）指示灯

灯显示绿色时表示高压插头已连接好。

灯不亮表示高压插头未插好，应关机重新插好高压插头。

当放电瞬间每闪烁红色一次，即指示已完成一次放电。

五、操作指南

当按钮（21）START键按动后，扣动扳机一次即可根据设定的电压，放电间隔时间及放电次数进行放电，中途如扣动扳机，则放电暂停，再次扣动扳机，则放电继续，直至完成此次工作命令。

1、放电电压设置

首先点按按钮（3）进入放电电压设置状态，此时放电电压显示窗口十位数以闪烁方式显示，表示该位处于编辑状态。

此时点按按钮（7）或（8）可以改变该位数字，而后点按按钮（6）可以移动输入位数到个位，此时放电电压之前设定值已输入仪器，此时放电电压显示窗口又以闪烁方式显示，表示该位处于编辑状态。

同样点按按钮（7）或（8）可以改变该位数字，点按按钮（6）移动输入位到小数点后，此时放电电压显示窗口又以闪烁方式显示，表示该位处于编辑状态。

依次可循环操作。

处于放电电压设置状态时，不管哪一位处于闪烁状态，点按按钮（3）即退出放电电压设置状态，完成放电电压设置操作。

示例：

操作要求：

设置放电电压为12.5kV。

具体操作：

假设此时仪器刚开机，放电电压初值为1kV。

点按按钮（3）1次，进入放电电压设置状态。

点按按钮（7）1次，则拾位数从’0’变为’1’。

点按按钮（6）1次，则移输入位到个位。

点按按钮（7）1次，则个位数从’1’变为’2’。

点按按钮（6）1次，移输入位到小数点后第一位。

连续点按按钮（9）5次，则小数点后第一位数从’0’变为’5’。

点按按钮（3）1次，退出放电电压设置状态。

经以上

～

之后，电压设定值已改为12.5Kv

2、放电电压极性设置

点按按钮

（1）即可实现切换电压正极性或负极性的操作。

3、放电间隔时间设置

首先点按按钮（4）进入放电间隔时间设置状态（注意：

触发模式应为COUNT），此时放电间隔时间显示窗口个位数以闪烁方式显示，表示该位处于编辑状态。

此时点按按钮（7）、（8）可以改变该位数字，而后点按按钮（6）移动输入位到小数点后第一位数，此时放电间隔时间设定值的个位数已输入仪器，放电间隔时间显示窗口小数点后第一位数以闪烁方式显示，表示该位处于编辑状态。

同样点按按钮（7）、（8）可以改变该位数字。

再次点按按钮（6）移动输入位到小数点后第二位数，此时放电间隔时间设定值的小数点后第一位数已输入仪器，放电间隔时间显示窗口小数点后第二位数以闪烁方式显示，表示该位处于编辑状态。

同样点按按钮（7）、（8）可以改变该位数字。

在次点按按钮（6），则输入位重返到个位数，连续点按按钮（6）则输入位可在小数点的前后位置循环变换。

处于放电间隔时间设置状态时，不管哪一位处于闪烁状态，点按按钮（4）即退出放电间隔时间设置状态，完成放电间隔时间设置操作。

示例：

操作要求：

设置放电间隔时间为0.05s。

具体操作：

假设此时仪器刚开机，间隔时间设定初值为1s（1.00s）。

点按按钮（4）1次，进入放电间隔时间设置状态。

点按按钮（8）1次，则个位数从’1’变为’0’。

连续点按按钮（6）2次，则闪烁数位移动到小数点后第二位。

连续点按按钮（7）5次，则闪烁位数从’0’变为’5’。

⑥点按按钮（4）1次，既可退出放电间隔时间设置状态。

经以上

～⑥之后，放电时间隔设定值已改为0.05s。

4、放电次数设置

首先点按按钮（5）进入放电次数设置状态，此时放电次数显示窗口千位数以闪烁方式显示，表示该位处于编辑状态。

此时点按按钮（7）或（8）可以改变该位数字，而后点按按钮（6）移动输入位到百位数，此时放电次数设定值的千位数已输入仪器，放电次数显示窗口百位数以闪烁方式显示，表示该位处于编辑状态。

同样点按按钮（7）或（8）可以改变该位数字。

点按按钮（6）移动输入位到十位数，同样点按按钮（7）、（8）可以改变该位数字。

再次点按按钮（6）移动输入位到个位数，同样点按按钮（7）、（8）可以改变该位数字。

继续点按按钮（6）可移动输入位返回到千位数，连续点按按钮（8）则输入位以千、百、十、个的顺序移位。

处于放电次数设置状态时，不管哪一位处于闪烁状态，点按按钮（5）即退出放电次数设置状态，完成放电次数设置操作。

示例：

操作要求：

设置放电次数为1234s。

具体操作：

假设此时仪器已开机，次数设定初值为10（0010）。

点按按钮（5）1次，进入放电次数设置状态。

点按按钮（7）1次，则千位数从’0’变为’1’。

点按按钮（6）1次，输入位移到百位数。

连续点按按钮（7）2次，则百位数从’0’变为’2’。

点按按钮（6）1次，输入位移到十位数。

连续点按按钮（7）2次，则十位数从’1’变为’3’。

点按按钮（6）1次，输入位移到个位数。

⑨连续点按按钮（7）4次，则个位数从’0’变为’4’。

⑩点按按钮（5）1次，既可退出放电次数设置状态。

经以上

～⑩之后，放电次数设定值已改为1234。

5、IEC标准电压选择

点按按钮（19）即可选择以IEC标准电压进行放电操作，并通过按钮（13）选择接触放电和气隙放电模式。

第1次点按按钮（19）时，IEC指示灯（24）上指示灯

（1）被点亮，放电电压设定值变为2kV，指示灯

（1）表示当前为静电放电标准Ⅰ级测试。

第2次点按按钮（19）时，IEC指示灯（24）上指示灯

（2）被点亮，放电电压设定值变为4kV。

指示灯

（2）表示当前为静电放电标准Ⅱ级测试。

第3次点按按钮（19）时，IEC指示灯（24）上指示灯（3）被点亮，放电电压设定值在接触放电及气隙放电2种模式下分别为6kV和8kV。

指示灯（3）表示当前为静电放电标准Ⅲ级测试。

第4次点按按钮（19）时，IEC指示灯（24）上指示灯（4）被点亮，放电电压设定值在接触放电及气隙放电2种模式下分别为8kV和15kV。

指示灯（4）表示当前为静电放电标准Ⅳ级测试。

第5次点按按钮（19）时，IEC指示灯（24）上指示灯

（1）又被重新点亮。

即连续点按按钮（19），指示灯由

（1）、

（2）、（3）、（4）循环点亮。

表示IEC等级从Ⅰ级～Ⅳ循环。

6、电压自动渐升及正/负极性切换方式

连续点按按钮（9），当TESTMODE指示灯SWEEP和MANUAL两个灯同时被点亮时，仪器将以电压自动渐升及正/负极性切换方式工作。

下面是电压自动渐升及正/负极性切换方式的举例介绍：

假设此时仪器的放电电压设为＋5kV，放电间隔时间及放电次数都已设置完毕，点按START按钮（21），进入START状态。

扣动扳机一次，即可进行放电工作。

此时仪器将按照设置好的放电次数，按照放电间隔时间进行放电，直至放电结束。

此时高压输出警示灯将仍然在点亮状态。

扣动扳机一次，可进行正/负极性的切换。

这时，仪器的放电电压的显示窗上会显示-5kv。

如再次扣动扳机一次，放电电压显示为+5kv，可循环操作。

连续2次快速扣动枪扳机，仪器放电电压自动变为＋6kV，如再次连续2次快速扣动枪扳机，仪器放电电压自动变为+7kv，再次连续2次快速扣动枪扳机，电压变为+8kv，如一直连续连续2次快速扣动扳机，则放电电压可持续每1kv往上渐升，最高可升至20kv。

在渐升过程中如需改变电压正/负极性，则可在此期间扣动1次扳机即可改变。

连续3次快速点按枪扳机，仪器即可进入放电工作待机状态，只需再次扣动1次扳机，放电工作自动进行。

在放电过程中任意时候扣动1次扳机，可暂停放电。

如继续进行放电，则再次扣动扳机即可。

当设置放电次数倒记数结束，待仪器将发出’嘟’声后，仪器将自动结束此次放电工作，放电次数恢复为此前设置。

此时仪器仍处于电压渐升及正/负极性切换的枪控制功能。

在仪器的放电结束提示音’嘟’声没有发出之前，无法进行枪控操作（仪器设置发出提示音为放电结束后2秒钟）。

按照上面操作方式，仪器将自动切换＋/－，以及自动增加1kV电压。

如此循环，直至仪器放电电压上限。

如果在放电次数打完后，点按 STOP键（20），则高压输出警示灯（17）熄灭，此时枪控无法执行命令，只有重新点按START键（21）后，在设定的放电次数工作完毕后才能继续执行枪控功能。

7、触发模式选择

点按按钮（18）即可选择触发模式。

开机初始化后，COUNT模式指示灯亮，表示当前为COUNT模式，点按按钮（18）则COUNT模式指示灯灭，20pps模式指示灯亮，再次点按按钮（18）则20pps模式指示灯灭，SINGLE模式指示灯亮。

继续点按按钮（18）则触发模式以SINGLE、COUNT、20pps的顺序切换。

注意：

当放电模式为气隙放电时，触发模式固定为SINGLE，不可切换。

8、放电模式选择

点按按钮（13）即可选择放电模式。

开机后，CONTACT模式指示灯（14）亮，表示当前为接触放电模式，再次点按按钮（13）则CONTACT模式指示灯（14）灭，AIR模式指示灯（15）亮，表示已切换为气隙放电模式。

连续点按按钮（13）则放电模式在接触与气隙两种模式间连续切换。

注意：

当放电模式为气隙放电时，触发模式强制为SINGLE，不可切换。

9、进入START状态

点按按钮（21）仪器即进入START状态，此时，START按钮指示灯亮。

10、退出START状态

点按按钮（20）仪器即退出START状态，此时，STOP按钮指示灯点亮。

11、主机自触发功能操作

点按按钮（9）设定触发模式为COUNT。

点按按钮（5）进入放电次数设置状态，设定放电次数为XXXX。

点按按钮（9）进入AUTO的指示灯亮的状态，点按按钮（21）START键主机即开始自主控制放电枪放电。

放电间隔时间由放电间隔时间设定值决定。

12、主机手动触发功能操作

点按按钮（9）设定触发模式为COUNT。

点按按钮（5）进入放电次数设置状态，设定放电次数为XXXX。

点按按钮（9）进入MANUAL的指示灯亮的状态，点按按钮（21）START键后,试验人员每扣动扳机一次，放电枪放电一次。

放电间隔时间由放电间隔时间设定值决定。

附录一、静电放电干扰概述

保护设备免受静电放电的危害，无论对生产厂或者用户都是一个十分重要的问题，特别是采用微电子器件组装以后，为了确保产品和系统的可靠性，对静电放电危害性问题的考虑显得尤其重要。

静电问题与环境条件以及使用场合有关，极其容易在干燥与使用人造纤维的环境中积聚静电电荷。

最普通的例子是操作人员在控制室的地毯上走动时，身体与织物作用中产生电荷；另外，操作人员穿着化纤料衣服易产生电荷。

操作人员可以是直接的或是通过静电感应而带电，对于后者，除非操作人员有适当的接地措施，否则导了电的地毯就起不到任何保护作用。

图4给出了不同织物的相对湿度下可能产生的静电电压值，从图中可见针对不同的人造织物与不同的环境条件，设备可以遭到高达数千伏的放电情况。

图4织物依据大气湿度可能带的电压值

已经带了电的人或物在靠近设备的过程中，就可以产生放电，这种放电有可能使设备的正常运行受到影响，也可能造成设备中的某些电子元件损坏。

针对静电问题，有必要