帯電人体のもつ金属棒を介した気中放電の特性測定(生体EMC/一般)
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概要
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静電気放電(ESD: Electrostatic discharge)に対するイミュニティ試験(IEC 61000-4-2)では, 帯電した人体からのESDを模擬するESDガンが用いられる.この種のガンは, コンデンサの蓄積電荷を抵抗を通して放電するものであるが, 実際の帯電人体からの放電は体表面の分布電荷が指先などから火花放電を介して放出されるため, ESDガンのそれとは本質的に状況が異なる.筆者らのグループでは先に, 帯電人体からの放電電流の発生機構解明を目的として, 金属棒を握った帯電人体からの放電電流を高速ディジタルオシロスコープ(帯域: 6GHz;サンプリング速度: 20GHz)で測定し, 筆者らの提案になる電流計算モデルから帯電人体の接触過程においては火花に続きアーク放電が発生していること, この場合の放電電流は火花抵抗則とアーク電圧を考慮することで計算できること, などを示した.本文では, 帯電電圧200-1000Vの範囲で帯電人体からの金属棒を介した放電電流を接近速度との関係において測定し, 電流ピークとその立ち上がり時間を求めた後, さらに上述の電流計算モデルで推定した放電過程の電圧波形から, 帯電人体の気中放電を特徴付ける火花長, 絶縁破壊電界, 火花抵抗値を推定し, これらの帯電電圧依存性を調べた.その結果, 600V以下の帯電電圧では金属棒の接近速度に拘わらず一定の絶縁破壊電界(2×10^7V/m)で放電し, 電流波形のピークは帯電電圧に並行して増大するが, 立ち上がり時間は70ps前後でほとんど変わらないこと, 800Vでは放電電流波形が金属棒の接近速度に大きく影響され, 低速接近では立ち上がりが緩やかとなってピークも減少すること, などがわかった.また, 放電電流波形は, ピーク時の火花抵抗値を知れば計算推定できることが確認でき, この結果は筆者らの先に提案した時不変抵抗による簡易的な電流計算モデルの妥当性を裏付けるものである.
- 社団法人電子情報通信学会の論文
- 2005-06-02
著者
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