静电保护的原因、影响及解决方案
自物联网诞生以来就一直存在静电放电(ESD)。但是，这种自然现象仅随着固态电子设备的广泛使用而成为一个问题。我们通常说的串口服务器、工业路由器、DTU等传输设备中附有静电防护功能，关于静电防护功能的来源、威力、发生原理等是否了解呢?
ESD的来源
所有材料(绝缘体和导体均如此)都是ESD的来源。它们以所谓的摩擦电系列集总在一起，该系列定义了与正电荷或负电荷相关的材料。正电荷主要聚集在人的皮肤或动物皮毛上。负电荷在诸如聚苯乙烯泡沫塑料或塑料杯之类的合成材料中更为常见。可以在任何物品上累积的静电荷量取决于其存储电荷的能力。例如，人体可以存储等于250皮法拉的电荷。这与可以高达25,000V的存储电荷相关。
什么是静电?
静电是在绝缘体或导体上积聚的正电荷或负电荷。这些电荷可以基于某些物品相对于具有相应相反电荷的物体的存储电容而变化。静态一词仅表示电荷无法通过电动势均衡或转移，除非两个物体之间的电容减小。例如，您的手(可能带有负电荷)接近门把手(可能带有正电荷)。当您的手靠近门把手时，物体和手之间的电容将减小。这将导致您的手和门把手之间的电流流动。这种转移称为静电放电或ESD。
ESD如何损坏电子电路?
ESD是闪电的微小版本。当电流耗散通过物体时，它正在寻找一条低阻抗的接地路径以均衡电位。在大多数情况下，ESD电流会通过设备的金属机箱框架接地。但是，众所周知，电流会在每条可用路径上传播。在某些情况下，一条路径可能位于集成电路上的PN结之间以到达地面。该电流将烧毁集成电路中肉眼可见的孔，并有热损坏周围区域的证据。一次ESD事件不会干扰设备运行。但是，重复发生的事件会随着时间的流逝降低设备的内部组件。
ESD如何发生?
ESD可能以多种形式发生。最常见的方法之一是通过人与敏感设备的接触。人为触摸仅对超过4,000V的ESD电平敏感。
最近的一项调查发现，人体及其衣服在正常工作期间能够存储500V至2500V的静电。这远高于损坏电路的水平，但仍低于人类的感知阈值。设备静电放电的其他来源包括：
• 不使用静电腕带对电子设备进行故障排除或处理印刷电路板;
• 在电子设备上或附近放置合成材料(例如塑料，泡沫聚苯乙烯等);和
• 空气在电子设备附近的快速移动(包括使用压缩空气吹走印刷电路板上的污垢，在电子设备上吹动的循环风扇或在靠近空气处理系统的地方使用电子设备)。
在所有这些情况下，都可能会积累静电荷，但您可能永远不知道。此外，带电物体不一定必须接触物品才能发生ESD事件。
如何测量静电电压?
识别潜在ESD问题区域的最有效方法之一是使用静电电压表进行测量。该仪表可有效测量所有导体和绝缘体上高达30,000V的静电电压。它还将显示电荷是负还是正。这可以帮助您确定静电积累的来源。
如何防止ESD?
您不可能完全消除任何地点的ESD。但是，经验表明，以下准则会有所帮助：
• 使所有合成材料与电子设备至少保持10公分的距离。
• 清洁印刷电路板时，请使用标有非静电性的喷雾剂。
• 对电子设备进行故障排除时，请始终佩戴接地至设备框架的静电腕带。另外，在处理印刷电路板时，请戴上腕带。
• 用减少静电荷积聚的化合物处理地毯和地板。
• 必要时使用静电地板垫。
• 确保设备的接地系统具有低阻抗，以使ESD电流消散至接地参考。
