Lekcja 3. Przykładowy test bezpośredniego wyładowania kontaktowego dla sprzętu konsumenckiego typu tablet

Opis lekcji

Lekcja 3 opisuje procedury testowe dla przykładowego testu bezpośredniego wyładowania kontaktowego dla sprzętu konsumenckiego typu tablet lub smartphone

Cele lekcji

Osoba ucząca się:

• potrafi przygotować plan testowy dla bezpośredniego wyładowania kontaktowego dla urządzenia typu tablet lub smartphone
• potrafi skonfigurować stanowisko testowe
• potrafi zdefiniować punkty testowe
• potrafi wykonać testy wyładowań elektrostatycznych
• potrafi napisać raport testowy

1. Procedura postępowania wykonywania testu

• Sporządź plan testowy
  • konfiguracja stanowiska testowego:
    • GRP połączona bezpośrednio do PE
    • HCP pod EUT połączone przez rezystory 2x470kOhm
    • Generator ESD uziemiony przez kabel uziemiający do HCP
  • konfiguracja ułożenia EUT: Tablet na stanowisku testowym na 0,5 mm folii izolacyjnej na HCP
  • tryby pracy normalnej
  • typ wyładowań: wyładowania bezpośrednie kontaktowe do punktów testowych na EUT 
  • ilość wyładowań: 10 
  • poziomy testowe i napięć: Level 4: 2kV, 4kV, 8kV (contact) 
  • polaryzacja: dodatnia (+) i ujemna (-)
  • kryteria testowe: B
  • punkty testowe: elementy metalowe EUT (złącza USB), otwory, przyciski
  • Lista testów
• Skonfiguruj stanowisko testowe
• Umieść EUT na stanowisku testowym
• Uruchom EUT w normalnym trybie pracy i monitoruj jego zachowanie.
• Wykonaj wyładowania według planu testowego
• Po każdym wyładowaniu sprawdź, czy EUT nadal działa prawidłowo lub czy wraca do pracy zgodnie z kryterium A/B/C.
• Powtórz dla wszystkich punktów, polaryzacji i poziomów.
• W razie awarii – zanotuj poziom, punkt i rodzaj awarii

2. Plan testowy

Plan testowy określa wszystkie warunki przeprowadzenia badań ESD, takie jak poziomy napięć, liczba wyładowań, polaryzacja oraz typ wyładowania (kontaktowe lub powietrzne). Zawiera również listę punktów testowych oraz konfigurację badanego urządzenia (EUT) i stanowiska. Jego celem jest zapewnienie powtarzalności i porównywalności wyników badań między różnymi laboratoriami.

3. Konfiguracja stanowiska testowego

Stanowisko testowe musi być przygotowane zgodnie z wymaganiami normy IEC‑61000‑4-2, w tym z użyciem płaszczyzn odniesienia (GRP), powierzchni sprzęgających (HCP, VCP) oraz odpowiednich odległości i uziemień. Badane urządzenie powinno być ustawione w sposób odzwierciedlający rzeczywiste warunki użytkowania (np. na stole izolacyjnym lub bezpośrednio na HCP). Poprawna konfiguracja ma kluczowe znaczenie dla uzyskania wiarygodnych i powtarzalnych wyników testów.

Konfiguracje stanowiska przeprowadzamy zgodnie z opisem przedstawionym w planie testowym, jak przedstawiono na rysunku poniżej.

Dla urządzenia typu tablet istotne jest położenie go na folii izolacyjnej usytuowanej na HCP, co symuluje typowe użytkowanie urządzenia, kiedy jest noszone lub trzymane w ręce. Odległość tabletu od granicy HCP powinna wynosić minimum 10cm, odległość of VPC również powinna wynosić minimum 10cm.

4. Punkty testowe

Punkty testowe dla wyładowań bezpośrednich wybieramy następująco:

• przewodzące elementy przyłączeniowe: złącza zasilające i sygnałowe
• nieprzewodzące elementy sterujące: przyciski, gałki, i inne elementy sterujące
• nieprzewodzące elementy łączeniowe: połączenia obudowy, łączenie ekranu z obudową

5. Wykonanie testów wyładowania kontaktowego bezpośredniego

Testy bezpośrednie polegają na aplikowaniu serii wyładowań elektrostatycznych w określone punkty badanego urządzenia za pomocą głowicy ostrej, poprzez przyłożenie głowicy a następnie wywołanie wyładowania elektrostatycznego za pomocą generatora. Każdy punkt testowy jest poddawany 10 wyładowaniom  elektrostatycznym przy różnych polaryzacjach (+) i (-) oraz poziomach napięcia (2kV, 6kV, 8kV). Podczas testu obserwuje się zachowanie urządzenia i zapisuje wszelkie nieprawidłowości lub zakłócenia działania.

UWAGA: Testy ESD są testami podczas których EUT może ulec trwałemu uszkodzeniu.

Poniżej lista testów testu bezpośredniego wyładowania kontaktowego dla sprzętu konsumenckiego typu smartphone. Zastosowana następujące kodowanie numeru identyfikacyjnego testu: TxPxVx+-

• Tx - tryb pracy, gdzie cyfra x odpowiada numerowi trybu: 1 tryb normalny
• Px - punkt testowy pracy, gdzie cyfra x odpowiada numerowi punktu testowego: 1,2,3,4,5,6
• Vx - napięcie testowe, gdzie cyfra x odpowiada poziomowi napięcia 2kV, 4kV, 8kV
• +/-  - zastosowana polaryzacja (+) dodatnia, (-) ujemna

6. Raportowanie

Raport z testów powinien zawierać szczegółowy opis konfiguracji stanowiska, parametrów środowiskowych typu wilgotność względna i temperatura powietrza, parametrów testowych oraz przebiegu badań. Należy w nim uwzględnić wyniki testów, obserwowane zakłócenia oraz ocenę zgodności z przyjętymi kryteriami (np. A, B, C). Raport testowy musi zawierać informacje o urządzeniach, które używano do wykonywania testu, a w szczególności : nazwę producenta urządzenia, model, nr. seryjny i datę ostatniej kalibracji.

Raport stanowi podstawę do oceny odporności urządzenia na ESD oraz ewentualnych działań poprawiających jego odporność.

Przykładowy raport powinien zawierać następujące elementy:

• Nazwę producenta, typ wyrobu, numery seryjne, wersje sprzętowe i programowe oraz wykaz urządzeń towarzyszących (AE).
• Typ i model generatora ESD (pistoletu), zastosowane końcówki wyładowcze (RC).
• Warunki środowiskowe i klimatyczne - zapis temperatury otoczenia, wilgotności względnej powietrza (parametr krytyczny dla zjawisk ESD) panującego w laboratorium.
• Zadeklarowany poziom i kryterium działania narzucony przez producenta i określone w odpowiedniej normie ogólnej, produktowej lub rodziny wyrobów.
• Szczegółowy opis wszelkich zjawisk i błędów zaobserwowanych w pracy EUT podczas oraz po zakończeniu aplikacji impulsów ESD, wraz z czasem ich trwania.
• Klarowne uzasadnienie decyzji o spełnieniu (Pass) lub niespełnieniu (Fail) wymagań, oparty na przyjętym wcześniej kryterium oceny.
• Zestawienie wszelkich obostrzeń i warunków użytkowania (np. wymóg zastosowania ekranowanych kabli, podłączenia przewodu PE, użycia mat antystatycznych), które są bezwzględnie konieczne do zachowania zgodności urządzenia z normą.
• Schematy, rysunki techniczne i/lub fotografie układu pomiarowego, precyzyjnie obrazujące ustawienie EUT oraz mapę/spis punktów, w których aplikowano wyładowania.