靜電(diàn)放(fàng)電(diàn)（ESD）是一(yī)種自然現象，是指不同靜電(diàn)電(diàn)位的物(wù)體(tǐ)相互靠近或直接接觸引起的電(diàn)荷轉移現象，發生(shēng)在操作者及其鄰近物(wù)體(tǐ)之間。
由于這種放(fàng)電(diàn)會引起周邊電(diàn)磁場的變化而使得正在工(gōng)作的電(diàn)子電(diàn)氣設備出現誤動作或通過器件對靜電(diàn)放(fàng)電(diàn)的能量吸收而造成設備損壞，所以國家制訂相應的測試标準（國家标準爲GB/T17626.2）來測試其可靠性，标準中(zhōng)詳細描述了ESD試驗的ESD發生(shēng)器、試驗裝置、試驗步驟及結果評價等。
在Ansys中(zhōng)可以實現ESD的虛拟試驗仿真，但通常采用的是場路協同（頻(pín)域+電(diàn)路）的方式來進行，其實我(wǒ)們還可以用Transient算法在時域中(zhōng)進行ESD的仿真，下(xià)面以一(yī)個案例詳細講解。
HFSS中(zhōng)采用時域算法進行ESD仿真
ESD靜電(diàn)槍模型
在HFSS中(zhōng)，可以利用軟件案例庫中(zhōng)的模型來構建自用的ESD靜電(diàn)槍模型，案例查找路徑：
Desktop→Open Examples→HFSS→EMIEMC
HFSS中(zhōng)采用時域算法進行ESD仿真
構建ESD仿真模型
HFSS中(zhōng)采用時域算法進行ESD仿真
仿真設置
在HFSS中(zhōng)進行ESD時域仿真時，需要采用Transient算法，将Solution Types切換爲Transient，并勾選“Composite Excitation”，如下(xià)圖所示。
接下(xià)來定義端口和邊界，方法與頻(pín)域算法HFSS一(yī)緻，定義好的端口和邊界如下(xià)圖所示。對其中(zhōng)靜電(diàn)槍的激勵端口進行時域波形設置，切換至Transient算法後，端口設置界面多出了Transient選項卡，激勵波形就在此選項卡中(zhōng)設置，本案例采用Dataset數據，激勵幅值可以調整，如下(xià)圖所示。
然後添加求解設置，設置最大(dà)叠代次數、Transient Solver的類型、仿真時間以及保存時域場結果等，如下(xià)圖所示。
HFSS中(zhōng)采用時域算法進行ESD仿真
結果分(fēn)析
當PCB電(diàn)路闆中(zhōng)的信号走線無工(gōng)作信号時，在兩條信号走線的端口上感應出的時域電(diàn)壓波形如下(xià)所示，最大(dà)感應電(diàn)壓達到了140mV左右。
當在信号走線端口輸入一(yī)個正弦波信号時，在輸出端口輸出的時域波形将出現波動，如下(xià)圖所示，最大(dà)波動幅值在60mV以上，如下(xià)圖所示。
在t = 1.4ns時，觀察靜電(diàn)槍激勵時模型的橫截面場強，如下(xià)如所示。金屬外(wài)殼由于縫隙的存在，使得電(diàn)磁場可以耦合至外(wài)殼的内部，從而PCB電(diàn)路闆上的信号走線感應出噪聲電(diàn)壓，影響設備的正常工(gōng)作。
HFSS中(zhōng)采用時域算法進行ESD仿真
總結
本文介紹了如何在HFSS中(zhōng)采用時域求解器進行ESD仿真的方法和思路，構建了簡易版的ESD虛拟測試模型，可快速對闆級設備進行ESD性能評估，找到易受ESD影響的信号網絡或部件。由于ESD虛拟試驗仿真是系統級的仿真，涉及電(diàn)磁場多尺度的分(fēn)析，對仿真電(diàn)腦硬件要求較高，但若硬件允許，可以考慮構建與國标一(yī)緻的設備場景進行仿真，此時與測試結果進行對比分(fēn)析。
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