电晕放电对触摸屏显示器耦合特性的研究及全波建模

《IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility》：Characterization and Full-Wave Modeling of Corona Discharge Induced Coupling to Touchscreen Displays

静电放电导致触摸屏玻璃表面产生电晕放电，通过实验测量不同距离下感应电流波形，并建立仿真模型分析玻璃厚度、电容和线路电阻对能量耗散的影响，为优化触摸屏抗静电设计提供方法。

　　

摘要：

静电放电（ESD）作用于触摸屏显示屏的玻璃表面时，可能会损坏电容式触摸传感器的电路和线路。ESD会在玻璃表面产生无火花的光晕放电现象，这种放电会与玻璃另一侧的传感器电极形成耦合。在类似于触摸屏实际结构的测试装置中，会测量光晕放电过程中在传感器线路中产生的电流。记录下不同距离处产生的电流波形并进行比较。通过分析这些电流的峰值以及不同放电极性、电压水平下传递给传感器线路的总电荷或能量，研究了各种情况下的电流特性。研究发现，耗散能量的变化与玻璃厚度、传感器电极到参考地的电容值以及传感器线路的电阻有关。为了估算放电对触摸屏电路的影响，建立了一个仿真模型，该模型将电离后的光晕现象视为以放电点为中心、分布在玻璃表面的同心圆环结构。结合电路模型和实验测量数据，可以确定这些同心圆环的电流源波形，并利用这些波形在全波仿真中模拟放电过程，从而预测耦合到传感器电极的电流强度。这种方法可以应用于多种类似测试对象的触摸屏设计，以研究设计变更对设备抗静电性能的影响。