ISO 10605： 2008+A1：2014 与 IEC 61000-4-2： 2008 标准差异研究及应用

陈传好，吴志平

（中国电器科学研究院股份有限公司，广州 510850）

引言

IEC 61000-4-2： 2008作为静电测试的基础标准，有广泛的应用。一般第三方实验室或研发试验室都以此标准为依据建设。近年来，随着汽车电子行业的蓬勃发展，针对汽车环境的静电测试需求越来越多。而汽车领域的静电测试标准ISO 10605： 2008+A1： 2014，在仪器要求、测试环境条件、测试场地、测试布置等方面都与IEC基础标准存在差异。如何节省空间，降低建设成本，在同一个工位建设同时符合两个版本标准的静电测试测试场地，满足普通电子产品测试以及汽车电子产品的测试需求，在实际应用中有一定的参考价值。

ISO（国际标准化组织）和IEC（国际电工委员会）为两个不同的国际标准组织，都是非政府机构，ISO与IEC就电工标准化的所有事项进行密切合作，在全世界范围内促进标准化工作的开展。ISO技术委员会ISO/TC 22/SC3 于 2014 年 4 月 出 版 了 ISO 10605： 2008+A1：2014版本标准，对ISO 10605： 2008版本标准的修正；IEC技术委员会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 版本标准。

本文将对两个标准进行详细解读与比较分析，并在此基础上结合实际经验提出一种可以兼容两种测试标准的实验场地解决方案。

1 两种标准的差异分析

1.1 标准的产品适用范围

IEC 61000-4-2为电磁兼容基础标准，并不涉及具体的产品，其适用范围比较广泛，该标准是对涉及电气和电子设备在直接操作人员和人员对邻近物体产生静电放电时的防护要求和试验方法；ISO 10605明确说明其适用的产品范围为车辆及或车用电子模块，规定了评估车辆或车用电子模块所需的静电放电（ESD）测试方法，是基于IEC 61000-4-2标准对车辆及车用电子模块规定特殊要求。

1.2 放电模块的差异

IEC 61000-4-2仅要求一种放电模块150 pF/330 Ω，150 pF为充电电容，模拟人体电容的典型值；330 Ω为放电电阻，为表示人体握有某个如钥匙或工具等金属物时的源电阻而选用一个330 Ω的电阻。

ISO 10605定义150 pF/330 Ω，150 pF/2 kΩ，330 pF/330 Ω，330 pF/2 kΩ几种放电模块，不仅模拟了人体在车内和车外的带电情况，也模拟了人体通过金属和皮肤放电的情况，比较全面地考虑了车辆或其使用的电子设备在实际使用中遭遇到的各种静电放电情况，具体模拟的实际条件如下：

150 pF充电电容代表人体在车辆外部的典型电容值；

330 pF充电电容代表人体在车辆内部的典型电容值；

2 kΩ放电电阻代表了人体的放电直接通过皮肤；

330 Ω放电电阻代表了人体的放电通过金属部分（如工具、钥匙、环等）。

图1是以接触放电为实例通过理论计算得出的放电电流波形图。由下图的波形图可以看出充电电容越大，储存的能量越高；放电电阻越大，在一定时间内的放电电流越小，放电电流的持续时间也越短。ISO 10605定义的几种放电模块，不仅模拟了人体在车内和车外的带电情况，也模拟了人体通过金属和皮肤放电的情况，比较全面地考虑了车辆或其使用的电子设备在实际使用中遭遇到的各种静电放电情。

1.3 环境条件要求的差异

主要差异点总结如表1。

图1 接触放电波形计算实例(放电电压5 kV)

环境条件尤其是相对湿度的不同，对空气放电的影响十分大。IEC 61000-4-2 对于空气放电有明确的环境条件要求，而接触放电则按照产品声明的运行环境要求即可。ISO 10605对于更低的相对湿度环境较为推荐，而对于大气压强则无特殊要求。如用户同意的其他环境条件也可以适用。

ISO 10605对于不同放电方式的环境条件没有区别的要求。

1.4 测试场地的差异

根据测试场地由下至上，分别由以下部分组成：

表1 环境条件要求的主要差异

表2 场地的详细要求及具体差异

①参考接地平板（GRP），直接放置在地面上并接地；

②绝缘桌子或绝缘支撑，放置在GRP上；

③水平耦合板（HCP），放置在绝缘桌子上；

④绝缘垫，放置在HCP上；

⑤其他，垂直耦合板（VCP）、绝缘块、电荷泄放电缆、静电消耗垫，按实际测试应用摆放或连接。

场地的详细要求及具体差异总结如表2。

1.5 测试布置差异

测试布置的详细要求及具体差异总结如表3。

两个标准所适用的产品不同，在实验室中的测试也需要尽可能地模拟被测试产品的实际安装使用情况。按照对静电场影响的安装模式，IEC 61000-4-2中普通电子电气产品常分为落地式、台式；而ISO 10605对车用电子电气产品，则根据最终在车辆中的安装位置，分为是否为底盘安装、在车外或车内容易接触到，同时还对产品在包装搬运过程等中可能遭受的静电放电情况进行评估。具体测试布置见图2～3。

2 兼容IEC 61000-4-2和ISO 10605的测试场地及设备方案

设计的同时符合IEC 61000-4-2和ISO 10605标准的静电放电测试场地参考配置如下：

表3 测试布置的详细要求及具体差异

图2 IEC 61000-4-2标准测试布置

图3 ISO 10605标准测试布置

① 绝缘测试桌子1张，桌子不能含任何可导电的部件（如金属钉子），尺寸3.0 m * 0.8 m * 0.8 m，高度0.8 m同时满足IEC 61000-4-2及ISO 10605的要求；考虑到ISO 10605中的被测试产品与其外围设备连接线应该长1.5～2.5 m的要求以及产品也有一定尺寸大小，所以桌子长度考虑最长的线长2.5 m布置，加上被测试产品的大小需求，推荐为3.0 m；如需要考虑IEC 61000-4-2中较大的台式产品的测试，增加一张0.8高的绝缘测试桌子，长度根据具体需要确定。

绝缘支撑1张（见图4），不能含任何可导电的部件，高度要求0.1 m，长宽推荐1.0 m * 1.0 m，满足IEC 61000-4-2落地式设备要求。

② 水平耦合板1张，符合IEC 61000-4-2标准要求（见图5）的尺寸为1.6 m * 0.8 m * 2 mm，材料可采用镀锌钢板或铜板。由于标准要求如更大产品的需要测试时，应该要增加一张同样尺寸的水平耦合板，所以与ISO 10605的水平耦合板不能兼容。

水平耦合板1张，符合ISO 10605标准要求（见图6）的尺寸为3.0 m * 0.8 m * 2 mm，长度考虑条件同绝缘测试桌子，材料可采用镀锌钢板或铜板。

垂直耦合板1张（含绝缘固定基座），符合IEC 61000-4-2标准要求（见图7）的尺寸为0.5 m * 0.5 m*2 mm，材料可采用镀锌钢板或铜板。

③参考接地平板，材料可采用镀锌钢板或铜板，厚度2 mm，厚度需要符合标准要求外，还保证经受重压不产生弯曲变形。考虑IEC 61000-4-2要求的每边超出被测试产品或水平耦合板至少0.5 m，同时需要预留落地式设备测试空间，以及ISO 10605尺寸不少于水平耦合板的尺寸的要求，参考接地平板的面积至少需要4.0 m *2.0 m；由于参考接地平板面积较大，采用拼接方式要保持各金属板之间良好的导电连接。

④ 绝缘垫，因两标准对绝缘垫的厚度有严格要求，且不一样，因此需要分别配置符合各标准的绝缘垫。配置如下：

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

2张0.5 m * 0.5 m * 2 mm符合ISO 10605要求，分别放置被测试产品及外围设备用。

⑤ 绝缘块，仅ISO 10605要求，2块0.4 m * 0.2 m *50 mm，1块0.4 m * 0.2 m * 2 m。注意满足介电常数要求。

⑥ 电荷泄放电缆，两端各接有一个470 kΩ泄放电阻的电荷泄放电缆3根，另外还需要泄放电阻≥1 MΩ的电缆1根。

⑦静电放电发生器1台，配备150 pF/330 Ω，150 pF/2 kΩ，330 pF/330 Ω，330 pF/2 kΩ放电模块，可满足两个标准的要求；最高测试电压至少满足接触放电±15 kV，空气放电±25 kV，满足两个标准最高测试电压的要求。

⑧ 温湿度及大气压强表1个，用来监测测试场地环境参数。

⑨ 独立的测试房间，参考测试场尺寸要求，并考虑所需要测试产品尺寸大小，房间必须安装能独立控制的空调，用于调节房间的温度及湿度以满足标准的温湿度要求。

兼容两个标准要求的测试场及设备方案如图8。

图4 绝缘支撑

图5 符合IEC 61000-4-2标准要求的水平耦合板

图6 符合 ISO 10605标准要求的水平耦合板

图7 符合IEC 61000-4-2标准要求的垂直耦合板

图8 兼容性测试场及设备方案示意图

3 结语

本文通过对 ISO 10605： 2008+A1：2014 与 IEC 61000-4-2： 2008标准的对比分析，设计了采用兼容场地的实验室方案，可以有效节省空间，节约设备及降低建设成本。对于IEC 61000-4-2，依据ISO 10605执行静电放电测试时，应选择适当的放电模块、线缆的摆放、放电回路线的连接等，操作不当会直接影响到测试结果的准确性。