静电放电模拟器电流波形校验装置研究

研制了符合国际电工委员会IEC61000－4－2标准的ESD模拟器电流校验系统。该系统能自动采集ESD电流波形,计算上升时间、峰值电流、30ns时电流。60ns时电流等参数。该系统已用于我国静电计量测试站对静电放电电流波形的校验工作。     

集成电路ESD注入损伤效应及注入电压与能量间的关系

利用静电放电(ESD)模拟器对集成电路芯片进行电压注入损伤效应实验,通过存贮示波器记录的波形进行乘法和积分运算,得到对应注入电压下芯片上吸收的平均峰值功率和能量。对放电电压与平均峰值能量作散点图,采用曲线拟合的方法对离散点进行拟合,针对该曲线拟合的方法进行了分析,最终建立了ESD注入电压与平均峰值能量之间的数学模型。     

自控式空气放电重复性实验研究

静电放电模拟器空气放电方式涉及到外部火花通道的形成过程,模拟器放电电极接近被测物体的速度、环境温湿度等因素都导致其放电电流重复性差。为此,研制了能够自动控制ESD模拟器放电电极渐进速度的空气放电装置,并且应用向量夹角余弦相似系数方法,将自控式模拟器空气放电与手动式放电电流波形的重复性进行了定量分析和比较研究,得出了机控的ESD电流波形重复性好的结论。     

一种新型等离子体通道的时变电阻模型

为了准确分析水下放电过程中等离子体通道电阻的实际变化规律,进而更精确地计算通道沉积能量、电声转换效率等物理量,首先基于水下放电的等离子体通道电阻的“U”型曲线,构建了一种时变电阻函数,通过数据拟合的方式,确定了函数中的参数;然后,将时变电阻函数代入到以通道电流为变量的二阶变系数微分方程中,通过龙格-库塔数值算法得到通道电流的数值解;最后,使用改进的余弦相似度作为评价指标,比较了仿真电流与实测电流的差异。结果表明：仿真电流与实测电流吻合度高,验证了时变电阻模型的有效性。     

静电放电模拟器辐照效应实验研究

对模拟器ESS - 2 0 0AX与NSG435的静电放电 (ESD)电流波形及其辐照效应实验进行了研究。实验结果表明 ,虽然两模拟器的放电电流波形均符合国际电工委员会IEC6 10 0 0 - 4- 2静电放电抗扰度实验标准 ,但进行辐照效应实验时 ,二者的测试结果并不一致。这主要是因为IEC标准只规定了放电电流的波形 ,而对模拟器放电枪的结构和外形未做出规定 ,使静电放电电磁场尤其是近区电磁场存在差异。要解决不同模拟器间测量结果的不一致性 ,IEC的相关标准除了规定放电电流的波形外 ,还应对放电电流的导数波形和相关的电磁场做出规定 ,尽量对放电枪的形状和结构给出统一的标准。     

接近速度和相对湿度对静电放电强度的影响

静电放电（ESD）会对电子设备和系统造成严重干扰,但是在相同的放电电压下,ESD强度却会发生很大的变化。这种变化与电极接近速度、相对湿度和电弧长度等因素有关。为提高ESD实验结果的重复性,通过理论分析和实验研究了电极接近速度和相对湿度对ESD强度的影响。理论计算了两接近导体之间的自（互）电容系数、导体电势差、导体电势差随放电间隙和时间的变化率;实验研究了ESD强度（比如放电电流峰值、上升时间）随接近速度和相对湿度的变化关系。研究得出,接近速度直接决定了导体电势差随时间的变化率,同时对ESD强度产生明显影响;相对湿度会对ESD强度产生很大的影响。     

静电放电抗扰度试验方法存在的问题及相关研究

综述静电放电（ESD）抗扰度试验方法中存在的问题，从静电放电电流的数学描述、静电放电电磁辐射场模型、静电放电与电子设备之间的能量耦合规律及静电放电抗扰度试验4个方面对这些问题的研究状况进行了描述。在此基础上，提出一些解决或改善这些问题的建议和方法以及下一步研究方向。     

IEC标准与ESD抗扰度实验方法研究

对ESD抗扰度实验方法和 2种ESD模拟器进行了系统的研究, 发现IEC61000-4-2标准规定的静电放电抗扰度实验方法和实验用的ESD模拟器存在严重的问题。针对这些问题并结合当前国外学者研究的有关结论,研制了一种更符合实际需要的ESD抗扰度检测试验方法和实验装置。利用新研制的实验平台对瑞士Schaffner公司制造的NSG435ESD模拟器和日本Noiseken公司制造的ESS-200AXESD模拟器进行了比较研究, 对模拟器内部高压继电器动作产生的辐射场造成实验结果偏差问题进行了测试分析。利用该实验装置分别以手动控制模拟器和自动控制装置控制模拟器完成了空气放电过程。对空气放电电流波形的重复性进行了研究, 证明利用这种平台可以有效地控制空气放电的重复性。     

对空气静电放电的频域研究

利用辐射电磁场的推迟势方程对空气静电放电的电磁场频谱进行了理论推导,对放电电流峰值和金属小环上的耦合电压峰-峰值进行了测量,使用数字存储示波器记录了放电电流和耦合电压的波形。利用测量结果对静电放电的电磁场频谱进行了理论计算,比较了不同放电电压下耦合电压的幅度谱和功率谱,结果表明:空气静电放电的能量主要集中在直流到2.0 GHz的频段内。     

静电放电辐射场的实验研究

对人体 -金属ESD模型和家具ESD模型进行了讨论 ,介绍了其放电电流波形的主要特点及影响它们的主要因素。利用单极子天线和数字存储示波器对静电放电产生的电磁脉冲辐射场进行了实验研究。实验表明 ,ESD的辐射场在距离放电源几米以内是很短的窄脉冲 ,其脉冲持续时间约为几百ns,但其场强很大 ,典型可达几kV/m (在 1 8cm处 ) ,一般在约几百V/m (在 1 5m以内 ) ,共频谱主要分布在几十到几百MHz,频谱上限可以达到几个GHz.     

金属射流欧姆加热效应的影响因素分析

为探究影响金属射流欧姆加热效应的因素,在被动电磁装甲系统等效电路模型的基础上,根据虚拟源点理论建立金属射流的作用时间模型,进一步明确金属射流在侵彻被动电磁装甲过程中每部分射流微元的作用时间;结合金属射流的比作用量模型,利用Matlab软件对金属射流的电流和比作用量波形随被动电磁装甲系统的电感、电容、电阻和充电电压的变化规律进行数值分析．仿真结果表明：随着系统电感的减小、电阻的减小、电容的增大和充电电压的增大,金属射流比作用量的峰值增大,有利于射流发生电爆炸．     

火箭弹防静电作用研究

针对电发火弹药静电放电问题,以某型130 mm火箭弹为例,采用真实静电感度测试系统测试了电火工品在有、无绝缘层时50%的静电点火能量,并在试验程序及数据处理中使用真实静电感度数据处理方法统计了50%静电发火能量的估计值。通过比较发现二者的差值在误差范围内,这表明静电放电研究中可以将弹体所接受的能量视作全部作用于火工品上,绝缘层不吸收静电放电的能量。在电发火弹药的防护中,必须采用静电防护措施杜绝电发火弹药的意外发火。     

电磁发射电池组杂散电感提取方法

在电磁发射锂离子电池储能系统中,电池组杂散电感的准确提取对合理设计系统方案具有重要意义。针对该需求,对电池组脉冲放电过程进行建模与分析,得到适合杂散电感提取的放电阶段。通过将离散傅里叶变换求解数值微分的方法更改为滑动窗递推形式,并与多新息最小二乘算法结合,从而提出一种可充分利用波形数据的杂散电感提取方法。通过实际的电池组脉冲放电测试波形对该方法进行验证,结果表明该方法相比传统方法能更加准确、可靠地提取电池组的杂散电感,在不同放电电流下的提取结果具有很好的一致性。     

Modeling of the whole process of shock wave overpressure of free-field air explosion

The waveform of the explosion shock wave under free-field air explosion is an extremely complex problem. It is generally considered that the waveform consists of overpressure peak, positive pressure zone and negative pressure zone. Most of current practice usually considers only the positive pressure. Many empirical relations are available to predict overpressure peak, the positive pressure action time and pressure decay law. However, there are few models that can predict the whole waveform. The whole process of explosion shock wave overpressure, which was expressed as the product of the three factor functions of peak, attenuation and oscillation, was proposed in the present work. According to the principle of explosion similarity, the scaled parameters were introduced and the empirical formula was absorbed to form a mathematical model of shock wave overpressure. Parametric numerical simulations of free-field air explosions were conducted. By experimental verification of the AUTODYN numerical method and comparing the analytical and simulated curves, the model is proved to be accurate to calculate the shock wave overpressure under free-field air explosion. In addition, through the model the shock wave overpressure at different time and distance can be displayed in three dimensions. The model makes the time needed for theoretical calculation much less than that for numerical simulation.