空气放电与接触放电的对比解析

 

 

在现代电子产品无处不在。从日常使用的智能手机、平板电脑，到工业领域的精密仪器，其稳定性和可靠性至关重要。而静电放电(ESD)作为影响电子产品性能的关键因素，可能会导致设备故障、数据丢失甚至永久性损坏。其中，空气放电和接触放电是 ESD 测试中最为常用的两种方法，两者在测试原理、适用场景、测试效果等方面存在诸多差异。深入对比有助于优化 ESD 防护设计，提升产品质量。

 

 

一、空气放电与接触放电对比

 

上海雷EMC小哥整理空气放电和接触放电主要差异列表如下：

标准规定：接触放电是优先选择的试验方法，空气放电则用于不能使用接触放电的场合(如表面涂有绝缘层、计算机键盘缝隙等情况)。对于有金属外壳或对外接口的大部分产品或设备，目前这两种试验方法通常都被用户要求进行。

二、ESD抗扰度试验标准IEC61000-4-2/GB-T 17626.2

测试等级

 

GB/T 17626.2-2018(中国国家标准)， IEC 61000-4-2:2008 + A1:2023(国际电工委员会标准)两者内容技术等效，GB/T 等同采用IEC标准。 两种试验方法的电压等级如下表。等级越高越严格。

三、防护策略

 

1、接触放电防护策略

低阻抗接地设计：金属外壳、接口等导电部件通过多点接地，接地阻抗需<1Ω。

瞬态电流分流： 在接口(如USB、HDMI)处并联TVS二极管(响应时间<1ns)，电源输入/输出端增加ESD防护器件(如PESD、TVS阵列)。

上海雷卯整理出各种接口防护放入“EMC电磁兼容社区”小程序，可以查阅参考。

PCB回路面积：减小PCB 电源和信号回路面积。

结构设计强化：金属部件绝缘隔离：外露金属(按键、螺丝)通过绝缘垫片与内部电路隔离。使用导电泡棉填充外壳缝隙，防止ESD通过缝隙侵入。

2、空气放电防护策略

 绝缘与屏蔽设计：表面绝缘处理和电磁屏蔽。

 减少耦合路径：缝隙和孔径控制，共模干扰抑制。外壳缝隙宽度<0.5mm(避免电弧穿透)，或设计迷宫结构延长放电路径。散热孔采用蜂窝状结构，孔径<1mm并增加金属网屏蔽。信号线使用共模扼流圈(CMC)，抑制高频辐射干扰。

软硬件协同防护：MCU程序增加看门狗(Watchdog)和状态自检，ESD触发后自动复位。关键数据存储采用ECC校验或双备份机制，防止数据篡改。

测试验证：预测试使用静电枪扫描设备表面，识别薄弱点，上海雷卯有静电浪涌测试实验室，可以提供免费测试验证。如有需求请联系EMC小哥或销售人员。

四、总结：

总之，接触放电防护核心是“疏导”，通过低阻抗接地和瞬态抑制器件快速泄放能量。空气放电防护：核心是“隔离”，利用屏蔽和绝缘阻断电弧路径，减少耦合干扰。

上海雷卯EMC小哥总结实际生活中需结合两种策略：

 

1、金属外壳设备：接地+屏蔽层+接口TVS

2、塑料外壳设备：防静电涂层+内部屏蔽罩+共模扼流圈+TVS。

Leiditech雷卯电子致力于成为电磁兼容解决方案和元器件供应领导品牌，供应ESD，TVS，TSS，GDT，MOV，MOSFET，Zener，电感等产品。雷卯拥有一支经验丰富的研发团队，能够根据客户需求提供个性化定制服务，为客户提供最优质的解决方案。