CN101227787B - 防静电的电子设备及其防静电方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开了一种防静电的电子设备及其防静电方法，涉及电子设备的静电保护领域，解决了现有静电保护方案对射频性能影响较大的问题。本发明的实施例将电子设备的孤立导体通过低通滤波器接地，使得静电电荷通过低通滤波器转移到接地点，同时还隔离了高频信号，消弱了高频信号对电子设备射频性能的影响。本发明实施例主要用于手机、PDA等电子设备中。

Description

防静电的电子设备及其防静电方法

技术领域

本发明涉及静电保护领域，特别涉及在电子设备中进行静电保护，以及电子设备的静电保护方法。

背景技术

目前随着电子设备设计的多样化，各种材料在电子设备的外壳上广泛应用，特别是金属外壳的电子设备以其耀眼的外观占据了很大一部分市场。但是，由于这种金属外壳作为电子设备中的独立导体，可能引起静电问题。

如果电子设备中的孤立导体和电子设备内部没有其它绝缘材料隔离，当孤立导体带上静电后会间接向电子设备内部放电，无论放电到电子元件上还是PCB板(印刷电路板)的布线上，都会造成电子设备中信号的异常，影响其正常工作，所以，在设计电子设备时必须进行考虑到静电防护。如果孤立导体贴在电子设备的塑料壳外部，静电不能直接进入电子设备内部，这个时候就容易形成静电场，也影响电子设备正常工作。

如图1所示，两个相对的片状孤立导体(板a和板b)，当它们正对面积较大，并且距离较近，形成一个平行板电容，a板(相当于孤立导体)带有静电时，a板电压升高，根据平行板电容的特性，b板(相当于电子设备内部元件上的金属、PCB板或者PCB板上的布线)上的电压跟着升高。但电子设备内部芯片的电压并不会马上升高，导致b板和内部芯片之间出现较大的电压差，进而b板将错误的电平信号输入到芯片，破坏电子设备的正常工作。

如图2所示，将电子设备中的孤立导体连接到PCB板的接地点，让电子设备中的孤立导体和PCB板的接地点保持低阻抗，可以保证导电材料上的静电被直接导通到PCB板接地点上，从而实现静电保护。这种静电保护方案原则上是接地点越多，静电防护效果会越好，但是这种多接地点的孤立导体设计非常的困难，并且会占用很大的PCB板空间。

如果孤立导体上只有一个接地脚，仍然能够满足静电防护的要求，但由于孤立导体是单点接地，就好像是在电子设备接地点上装了一根天线，电子设备内的高频信号可能沿着这个接地点发射出去，影响电子设备的射频性能。

发明内容

本发明的实施例提供一种防静电的电子设备及其防静电的方法，以确保不会影响到电子设备的射频性能。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种防静电的电子设备，包括孤立导体和接地端，所述孤立导体通过低通滤波器与接地端连接。

一种电子设备的防静电方法，该电子设备包括孤立导体和接地端，该方法包括：将电子设备中孤立导体上的静电荷通过低通滤波器转移到接地端。

由上述技术方案所描述的本发明实施例，孤立导体上的静电电荷可以通过低通滤波器转移到接地端泄放掉，以保护电子设备信号不会受到静电电荷的影响；又由于低通滤波器的存在，当高频信号通过该低通滤波器时，会将高频信号过滤掉，所以电子设备内部的高频信号不会通过接地端发射出去，所以不会干扰到电子设备正常的射频性能。

附图说明

图1为现有技术中静电电荷影响电子设备工作的原理图；

图2为现有技术中电子设备静电防护的原理图；

图3为电子设备另一种静电防护方案的原理图；

图4为本发明防静电的电子设备实施例的原理图；

图5为本发明实施例通过电感线圈实现低通滤波器的原理图；

图6为本发明实施例防静电的电子设备中低通滤波器的原理图；

图7为本发明实施例电子设备的防静电方法的流程图。

具体实施方式

对于图1中孤立导体上的静电电荷影响电子设备正常工作的情况，可以采用图3所示的方案，即：将b板通过静电防护器件X接地，如TVS(瞬态电压抑制管)，MLV(压敏电阻)，当b板电压受a板影响而波动时候，由于静电防护器件X的存在，把由b板进入芯片的电压箝位在安全电压范围内，从而保护芯片不受影响。从理论上看，这种静电防护效果还是很好的，但是在大面积的孤立导体下这种信号可能很多，你要想达有效的静电防护，几乎每根信号线上都要添加一颗静电防护器件。所以这样做一方面会占用很大的PCB空间，而且连接这么多静电防护器件会造成手机成本的增加。

本发明实施例将电子设备中的孤立导体通过一个低通滤波器后，再接到接地端，使得孤立导体上的静电电荷可以通过低通滤波器转移到接地端泄放掉，并且高频信号会被低通滤波器过滤掉，不会通过这个接地端发射出去。

实现通过低通滤波器接地的方案会有很多方式，下面结合附图对本发明防静电的电子设备及其防静电方法的实施例进行详细描述。

以手机为例，如图4所示，在手机金属外壳上预先做好了一个弹片，这个弹片和金属外壳做成一体，该弹片可以与PCB板压紧接触，弹片需要有一定的宽度和弹性系数，保证弹片和PCB板有良好的连接。手机PCB板上在相应位置预留一片独立铺铜，该独立铺铜作为压接点和金属外壳上的弹片连接，并且将该独立铺铜做亮铜处理，以保证弹片和独立铺铜的良好连接。这块独立铺铜与PCB板上的接地点之间焊接低通滤波器。当手机组装后，手机金属外壳可以通过弹片压到独立铺铜的亮铜处，形成良好的连接，当手机的金属外壳上带有静电时，该静电电荷通过弹片转移到低通滤波器，最后转移到PCB板上的接地点，把金属外壳上的静电电荷直接泄放掉。

由于金属外壳上的静电电荷被泄放掉了，所以金属外壳不会和手机内部元件上的金属、或者PCB板、或者PCB板上的布线形成电容，从而避免了将错误的电平信号输入到芯片，保证手机的正常工作，达到了静电防护的目的。

又由于本发明实施例采用了低通滤波器，当高频信号通过该低通滤波器时，会将高频信号过滤掉，所以手机内部的高频信号不会通过PCB板的接地点发射出去，这样手机向外发射的信号就不会受到干扰，所以，能够基本保证手机正常的射频性能。

低通滤波器有很多中实现方式，如图5所示，可以通过电感线圈实现低通滤波器，电感线圈对低频信号而言是短路连接，所以可以将静电电荷泄放到接地点，而对高频信号而言是断路，故而能够防止手机通过这个接地点将高频信号发射出去，保证了手机的射频性能。手机内部高频干扰信号无处不在，就连手机PCB接地点也可能叠加着复杂的高频谐波成分，这些高频谐波成分可能通过接地点输入到手机，影响手机的正常工作，如果选择适当的电感值，可以隔离这些谐波成分。

本实施例中的电感线圈可以选择高频阻流线圈，高频阻流线圈也称高频扼流线圈，它用来阻止高频交流电流通过。高频阻流线圈工作在高频电路中，多用采空心或铁氧体高频磁心，骨架用陶瓷材料或塑料制成，线圈采用蜂房式分段绕制或多层平绕分段绕制。

通过至少两个电感线圈的并联或串联，或者三个及三个以上电感线圈的混联，也可以实现低通滤波器。

低通滤波器还可以通过预算放大器和各种阻抗元件的组合来实现，如图6所示，将运算放大器的正向输入端通过电容C1接地，反向输入端通过电阻R3接地；运算放大器的输出端通过一个电阻R4连接到反向输入端，并通过串联的电阻R1和C2连接到正向输入端。具体在本发明实施例中使用时，需要将孤立导体通过电阻R2连接到R1和C2之间，而将输出端直接接地。这样可以使得孤立导体上的静电电荷通过该低通滤波器转移到接地端。

本发明实施例提供了电子设备的防静电方法如图7所示，具体包括如下步骤：

701、将电子设备中的孤立导体通过低通滤波器接地；

702、孤立导体上的静电荷以及孤立导体接收到的信号传输到低通滤波器；

703、低通滤波器将接收到的高频信号过滤，并将其他的信号和静电荷转移到接地端。

上述的低通滤波器如图5所示，也可以通过电感线圈来实现低通滤波器，具体可以是一个电感线圈，也可以通过至少两个电感线圈的并联或串联，或者三个及三个以上电感线圈的混联，也可以实现低通滤波器。

由于本发明电子设备的防静电方法实施例中，将孤立导体通过低通滤波器接地，使得高频信号被低通滤波器过滤，不会影响电子设备的射频性能，同时还能将孤立导体上的静电电荷转移到接地端，避免了静电电荷影响电子设备的正常工作。

以上所述的技术方案还可以用到除手机以外的电子设备中，例如PDA(个人数字助理)，无线MP3、收音机、便携式电脑等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种防静电的电子设备，包括孤立导体和印刷电路板，其特征在于，还包括低通滤波器，所述低通滤波器的一端连接到所述印刷电路板的接地点，另一端连接到所述印刷电路板上的压接点；所述孤立导体与所述压接点连接。

2.根据权利要求1所述的防静电的电子设备，其特征在于，所述孤立导体通过该孤立导体上的弹簧片连接到压接点。

3.根据权利要求1所述的防静电的电子设备，其特征在于，所述压接点为印刷电路板上的一个独立铺铜。

4.根据权利要求1所述的防静电的电子设备，其特征在于，所述低通滤波器为一个电感线圈，或者至少两个电感线圈的串联，或者至少两个电感线圈的并联，或者至少三个电感线圈的混联。

5.根据权利要求4所述的防静电的电子设备，其特征在于，所述电感线圈为高频阻流线圈。

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