靜電放電（ESD）是一種自然現象，是指不同靜電電位的物體相互靠近或直接接觸引起的電荷轉移現象，發生在操作者及其鄰近物體之間。
由于這種放電會引起周邊電磁場的變化而使得正在工作的電子電氣設備出現誤動作或通過器件對靜電放電的能量吸收而造成設備損壞，所以國家制訂相應的測試標準（國家標準為GB/T17626.2）來測試其可靠性，標準中詳細描述了ESD試驗的ESD發生器、試驗裝置、試驗步驟及結果評價等。
在Ansys中可以實現ESD的虛擬試驗仿真，但通常采用的是場路協同（頻域+電路）的方式來進行，其實我們還可以用Transient算法在時域中進行ESD的仿真，下面以一個案例詳細講解。
HFSS中采用時域算法進行ESD仿真
ESD靜電槍模型
在HFSS中，可以利用軟件案例庫中的模型來構建自用的ESD靜電槍模型，案例查找路徑：
Desktop→Open Examples→HFSS→EMIEMC
HFSS中采用時域算法進行ESD仿真
構建ESD仿真模型
HFSS中采用時域算法進行ESD仿真
仿真設置
在HFSS中進行ESD時域仿真時，需要采用Transient算法，將Solution Types切換為Transient，并勾選“Composite Excitation”，如下圖所示。
接下來定義端口和邊界，方法與頻域算法HFSS一致，定義好的端口和邊界如下圖所示。對其中靜電槍的激勵端口進行時域波形設置，切換至Transient算法后，端口設置界面多出了Transient選項卡，激勵波形就在此選項卡中設置，本案例采用Dataset數據，激勵幅值可以調整，如下圖所示。
然后添加求解設置，設置最大迭代次數、Transient Solver的類型、仿真時間以及保存時域場結果等，如下圖所示。
HFSS中采用時域算法進行ESD仿真
結果分析
當PCB電路板中的信號走線無工作信號時，在兩條信號走線的端口上感應出的時域電壓波形如下所示，最大感應電壓達到了140mV左右。
當在信號走線端口輸入一個正弦波信號時，在輸出端口輸出的時域波形將出現波動，如下圖所示，最大波動幅值在60mV以上，如下圖所示。
在t = 1.4ns時，觀察靜電槍激勵時模型的橫截面場強，如下如所示。金屬外殼由于縫隙的存在，使得電磁場可以耦合至外殼的內部，從而PCB電路板上的信號走線感應出噪聲電壓，影響設備的正常工作。
HFSS中采用時域算法進行ESD仿真
總結
本文介紹了如何在HFSS中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虛擬測試模型，可快速對板級設備進行ESD性能評估，找到易受ESD影響的信號網絡或部件。由于ESD虛擬試驗仿真是系統級的仿真，涉及電磁場多尺度的分析，對仿真電腦硬件要求較高，但若硬件允許，可以考慮構建與國標一致的設備場景進行仿真，此時與測試結果進行對比分析。
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