Ensayo de ESD (IEC 61000-4-2): consejos prácticos y contramedidas

El ensayo de descarga electrostática (ESD) comprueba la inmunidad a las descargas procedentes de personas u objetos. La descarga tiene un flanco muy rápido (nanosegundos), por lo que el diseño de la placa y la puesta a tierra influyen mucho en el resultado.

Métodos de ensayo

• Descarga por contacto: la punta toca una parte conductora (envolvente metálica, tornillo, carcasa de conector) antes de la descarga. Es más repetible, por lo que la norma la prefiere.
• Descarga en el aire: la punta se acerca a una superficie aislante (juntas de plástico, botones) y descarga a través del aire. Se usa donde no es posible la descarga por contacto.
• Descarga indirecta: las descargas en modo contacto sobre el plano de acoplamiento horizontal (HCP) y el plano de acoplamiento vertical (VCP) evalúan el efecto de descargas sobre objetos cercanos, y se realizan junto con las descargas directas.

Secuencia y criterios de aceptación

• La descarga en el aire se aplica en todos los niveles de la tabla siguiente hasta el nivel especificado, inclusive; las descargas por contacto e indirectas se aplican al nivel especificado (IEC 61000-4-2:2025). Siga la norma de producto si indica otra cosa.
• Ensaye con el número de descargas y las polaridades fijados en la norma de producto y en el plan de ensayo (la norma básica suele usar 10 por polaridad y punto), y respete el intervalo entre descargas.
• Clasifique el resultado con los criterios de la norma de producto (funcionamiento normal mantenido, fallo temporal con recuperación automática, necesidad de intervención del operador). Defínalos de antemano en el plan de ensayo.

Niveles de ensayo y valores de corriente de descarga

Las normas de producto pueden especificar otros niveles. La edición 3.0 (2025) mantiene los mismos valores de nivel que la edición 2.0.

Valores de corriente de descarga usados para calibrar el generador de ESD. Ip1 es la primera corriente de pico (±15%, tiempo de subida de unos 0.8 ns); Ip2 es la segunda corriente de pico entre 10 y 40 ns (−20%/+40%), nueva en la edición 3.0. I30 e I60 son las corrientes 30 ns y 60 ns después del inicio de la descarga (±30%).

Contramedidas en la placa

• Coloque el diodo TVS justo en el conector y mantenga la pista hasta el pin protegido lo más corta posible. La inductancia de la pista eleva la tensión de limitación, así que mantenga corto también el camino de retorno a masa.
• Conduzca la corriente de descarga primero a la masa del chasis para que no pase por circuitos sensibles, y diseñe el camino entre el chasis y la masa de la placa.
• Añada un filtro RC y antirrebote por software en señales sensibles como reset e interrupción (calculadora: filtro RC).
• Las uniones de la envolvente son vías de entrada de la descarga. Considere juntas conductoras o uniones solapadas.

Notas de campo

• Durante un ensayo de descarga en el aire vimos que la descarga entraba por una rendija de la envolvente. Fijar solo con tornillos no bastaba; lo decisivo fue poner una junta conductora o un material aislante en la rendija.