IEC 61000-4-2 ESD発生器検証用ESD校正ターゲット

ESD発生器は、2kV、4kV、8kVなどの選択された試験電圧を正しく表示する場合がありますが、その表示だけでは、実際の放電電流波形が正しいことを確認することはできません。

信頼性の高い静電気放電耐性試験を行うためには、ESD発生器の出力特性を適切な電流測定システムを用いて測定する必要がある。

ESD校正ターゲットは、この測定に必要なインターフェースを提供します。

検証時には、ESD発生器を対象物に直接放電します。発生した電流パルスは電気信号に変換され、減衰器と同軸ケーブルを通して高帯域幅オシロスコープに送られます。

オシロスコープの波形を用いることで、放電パルスの主な特性、例えば初期電流ピーク値、立ち上がり時間、特定の時点における電流値などを評価することができる。

ESD校正ターゲットは、 2Ω±5%の測定抵抗器を使用し、最大±30kVのESD試験電圧をサポートし、ターゲット、減衰器、ケーブルからなる測定チェーン全体に対して、規定された挿入損失性能を提供します。

IEC 61000-4-2は、電気・電子機器の静電気放電に対する耐性を評価するための再現性のある方法を規定している。

完全なESD耐性試験は、被試験デバイス（DUT）と選択された試験電圧だけでなく、ESD発生器が意図した放電波形を生成するかどうかにも依存します。

現行のIEC規格であるIEC 61000-4-2:2025では、電流測定システムの理想的な放電電流波形、試験装置、試験設定、および校正について引き続き規定している。

実際の実験室作業においては、これはESD発生器を前面パネルに表示される電圧だけで判断すべきではないことを意味する。

実際の放電電流波形も確認する必要がある。

これら4つの波形特性は、ESD発生器が必要な放電電流パルスを生成するかどうかを評価するために使用されます。

研究所にとって、この検証は、被試験デバイス（DUT）の故障と、ESD発生器または測定セットアップの潜在的な問題を区別するのに役立ちます。

測定原理は単純明快である。

ESD発生器が対象物に放電すると、電流は対象物の測定素子を通過する。

ターゲットは放電電流を対応する電圧信号に変換します。ESDパルスは高速かつ振幅が比較的大きいため、出力はオシロスコープに到達する前に減衰器を経由します。

オシロスコープは波形を捉え、必要な電流特性を評価する。

放電電流と測定電圧の関係

この測定構成の場合：

• Ip ＝放電電流（アンペア）
• Vm ＝オシロスコープで測定した電圧（ボルト単位）

例えば、7.5 Aの放電電流は、指定された2 Ωのターゲットと20 dBの減衰構成において、オシロスコープの読み取り値が約1.5 Vに相当する。

この関係は、定義された測定チェーンに適用されます。対象物、減衰量、または接続構成が変更された場合は、それに応じて変換関係を確認する必要があります。

ターゲット－減衰器－ケーブル測定チェーン全体

技術的に重要な点は、現在のターゲットをRF測定経路の残りの部分から切り離して考えるべきではないということである。

規定された挿入損失性能は、以下のもの全体に適用されます。

ターゲット + アッテネーター + ケーブルチェーン。

挿入損失は、ターゲット単体ではなく、ターゲット－減衰器－ケーブルのチェーン全体に対して評価されます。

これは実際の実験室での使用において重要な意味を持つ。

ケーブル、減衰器、またはコネクタの配置を変更すると、測定システムの周波数応答が変化し、その結果、取得されるESD波形に影響を与える可能性があります。

校正やトレーサブルな検証作業を行う場合、検査機関は完全な測定チェーンを定義し、維持する必要がある。

ESD校正ターゲットは、完全な検証セットアップを構成する要素の一つです。単体で動作する自動ESD校正システムではありません。

ターゲットは、シールドルームの壁、または少なくとも1.2 m × 1.2 mの導電性金属板に設置されます。

ESD発生器の物理的な配置も重要です。

接地帰還ケーブルは、その形状が測定波形、特に30ナノ秒と60ナノ秒における電流値に大きな影響を与える可能性があるため、慎重に配置する必要があります。配線が不適切だと、観測されるパルスを歪ませる振動が発生する可能性があります。

そのため、ESD波形の検証は、単にターゲットをオシロスコープに接続するだけではなく、完全な測定セットアップとして扱うべきなのです。

オプションの50Ω円錐形アダプタは、ESD電流ターゲットとは異なる目的で使用されます。

ESD発生器によって発生する放電を測定する際には、電流ターゲットが使用されます。

50Ωの円錐形アダプタは、電流ターゲット測定システムのRF特性を検証する際に使用されます。

これは、50Ω同軸測定接続と電流ターゲットの形状との間の移行部を提供する。

2本のアダプタラインが向かい合って取り付けられている場合、検証構成は次の機能を提供します。

• 1GHzまでの周波数帯において、反射係数が30dB以上であること。
• 4GHzまでの周波数帯において、反射係数が20dB以上であること。
• 記載された構成において、挿入損失は0.3dB未満である。

現在のターゲットと検証アダプタの比較

したがって、円錐形アダプタは独立したESD試験装置として扱う必要はありません。これは、現在の対象製品に対するオプションの検証アクセサリです。