Essai de DES (IEC 61000-4-2) : conseils pratiques et contre-mesures

L’essai de décharge électrostatique (DES) vérifie l’immunité aux décharges provenant de personnes ou d’objets. La décharge a un front très rapide (nanosecondes) ; le routage de la carte et la mise à la masse influencent donc fortement le résultat.

Méthodes d’essai

• Décharge au contact : la pointe touche une partie conductrice (boîtier métallique, vis, boîtier de connecteur) avant la décharge. Plus reproductible, elle est privilégiée par la norme.
• Décharge dans l’air : la pointe s’approche d’une surface isolante (jointures plastiques, boutons) et la décharge se fait à travers l’air. Utilisée là où la décharge au contact est impossible.
• Décharge indirecte : des décharges au contact sur le plan de couplage horizontal (HCP) et le plan de couplage vertical (VCP) évaluent l’effet des décharges sur des objets proches, et sont réalisées en complément des décharges directes.

Séquence et critères d’acceptation

• La décharge dans l’air est appliquée à chaque niveau du tableau ci-dessous jusqu’au niveau spécifié inclus ; les décharges au contact et indirectes sont appliquées au niveau spécifié (IEC 61000-4-2:2025). Suivez la norme de produit si elle en dispose autrement.
• Effectuez l’essai avec le nombre de décharges et les polarités fixés dans la norme de produit et le plan d’essai (la norme fondamentale utilise couramment 10 par polarité et par point), et respectez l’intervalle entre décharges.
• Classez le résultat selon les critères de la norme de produit (fonctionnement normal maintenu, dysfonctionnement temporaire avec rétablissement automatique, intervention de l’opérateur nécessaire). Définissez-les au préalable dans le plan d’essai.

Niveaux d’essai et valeurs du courant de décharge

Les normes de produit peuvent spécifier d’autres niveaux. L’édition 3.0 (2025) conserve les mêmes valeurs de niveaux que l’édition 2.0.

Valeurs du courant de décharge utilisées pour étalonner le générateur de DES. Ip1 est le premier pic de courant (±15%, temps de montée environ 0.8 ns) ; Ip2 est le second pic de courant entre 10 et 40 ns (−20%/+40%), nouveauté de l’édition 3.0. I30 et I60 sont les courants 30 ns et 60 ns après le début de la décharge (±30%).

Contre-mesures au niveau de la carte

• Placez la diode TVS juste au connecteur et gardez la piste vers la broche protégée aussi courte que possible. L’inductance de piste augmente la tension d’écrêtage : gardez donc aussi le chemin de retour à la masse court.
• Dirigez d’abord le courant de décharge vers la masse châssis pour qu’il ne traverse pas les circuits sensibles, et concevez le chemin entre le châssis et la masse de la carte.
• Ajoutez un filtre RC et un anti-rebond logiciel sur les signaux sensibles tels que reset et interruption (calculateur : filtre RC).
• Les jointures du boîtier sont des chemins d’entrée pour la décharge. Envisagez des joints conducteurs ou des assemblages à recouvrement.

Retour de terrain

• Lors d’un essai de décharge dans l’air, nous avons vu la décharge entrer par un interstice du boîtier. La fixation par boulons seule ne suffisait pas ; c’est l’ajout d’un joint conducteur ou d’un matériau isolant dans l’interstice qui a fait la différence.