CN102595772A - 防止带外设接口的设备烧口的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防止带外设接口的设备烧口的方法，在设备的PCB主板的所有层中，外设接口处都不要走信号线、不敷非机壳地的铜平面，将PCB主板的每一层的外设接口处都单独划分出一片机壳地区域，此区域只用于敷机壳地的铜平面，且该铜平面在至少一位置连通至机壳，并于该位置形成一异常大能量泄放通路连通至机壳，并使PCB主板的每一层中外设接口的机壳地与非机壳地分开。当任一外设出现异常大能量灌入主板时，能量能够快速泄放至设备的外壳，从而保证异常能量不会乱窜到后级主板电路干扰后级主板正常工作、或损坏器件、甚至烧毁主板，从而有效的保护后级主板电路及器件。

Description

防止带外设接口的设备烧口的方法

【技术领域】

本发明涉及一种带音视频接口的设备，特点涉及一种防止带外设接口的设备烧口的方法。

【背景技术】

带外设接口的设备，特别是带音视频接口的设备，如机顶盒等在实际使用中经常会接各种音视频外设(包括各种品牌电视机、功放或者音效器等)，这些设备共同协作，给客户提供良好的娱乐体验。

但是因外设的品牌众多，质量参差不齐，电源也不统一(有使用2芯也有使用3芯电源)。以机顶盒为例，其需要通过音视频接口与这些不同的外设连接，导致机顶盒的外壳地与音视频外设的外壳地可能存在较大电位差或地环路，在插拔瞬间或使用过程中都难免会出现音视频外设通过音视频连接线将异常大能量(如高电压、大电流或者两者兼有)灌入机顶盒主板电路(如主板PCB地敷铜平面，简称地平面、器件或IC的地引脚)，导致机顶盒的主板器件损坏甚至主板烧毁，轻者只是音视频接口部分的器件(如电阻电容、IC)损坏，重则把音视频接口及主板烧毁报废。由于是音视频接口导致的烧口，在这统称为“音视频烧板”也叫“音视频烧口”。由本领域的技术人员可知，这种烧口现象并不限于机顶盒，凡是带有外设接口的设备，其外设接口均从主板引出，因此均有可能发生烧口现象。经研究发现，这种烧口问题主要与机顶盒的主板设计有关，因为多数情况下主板上的地平面均与机壳地连接为一体，并没有作分割处理。

因此如何让外设地上不可预知的异常大能量灌入设备后能够有效且迅速泄放，是解决烧口的关键所在。但在以往的产品中，由于本领域的技术人员的认识问题，主板上地平面的分割处理往往被忽视掉或者处理不当，导致烧口现象一直存在，影响了产品的品质、而且增加了更多的维护成本(如需增加客服备件、运输费用、器件更换/主板报废费用)等等。

带外设接口的设备中的PCB主板一般都是多层主板，主要分为信号层、电源线和地层，目前业内的做法一般只对地层作防烧口处理。如图1所示，其显示一种现有技术中对发生烧口的PCB主板的地层的处理方法，图中显示一种PCB主板地层结构，PCB主板内的实线为分隔线，分隔线的右边为音频地，左边为主板的数字地，图中H1、H2和H3为相应的螺孔，用于将主板固定在机顶盒的下盖上。在发生烧口的主板上，为了提高音频的音质，将音频地与系统的数字地分开，其他的共用同一个地，包括机壳地和数字地是共在一起的。这样设计的缺点主要有如下几个：

缺点1：虽然将音频地与系统的地单独分开，但是由于处理不合理，导致在发生大能量从音频接口进入主板时，这些能量没法及时泄放，导致烧口；

缺点2：所有接口的机壳地与系统数字地是共用一块地平面，当有异常能量从视频接口窜入时，异常能量会乱窜到主板电路上，从而损坏或者烧毁主板，无法有效解决烧口问题；

缺点3：除音频地外，数字地和机壳地共在一起，如果机壳有干扰产生，则主板的地很容易出现波动，导致系统不稳定。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种防止带外设接口的设备烧口的方法，引导由外设地窜入到所述设备PCB主板的异常大能量有效且迅速泄放掉，从而保证异常能量不会乱窜到后级主板电路，这样就不会出现干扰后级主板正常工作、或损坏器件、甚至烧毁主板等现象，从而有效的保护后级主板电路及器件。

本发明是这样实现的：一种防止带外设接口的设备烧口的方法，所述带外设接口的设备包含PCB主板，其中：在所述PCB主板的所有层中，外设接口处都不要走信号线、不敷非机壳地的铜平面，将PCB主板的每一层的外设接口处都单独划分出一片机壳地区域，此区域只用于敷机壳地的铜平面，且该铜平面在至少一第一预定位置连通至机壳，并于该位置形成一第一泄放通路连通至机壳，并使PCB主板的每一层中外设接口的机壳地与非机壳地分开。

具体地，如果所述PCB主板包括地层，将每一地层的外设接口的机壳地与数字地分开；如果所述PCB主板包括电源层，将每一电源层的外设接口的机壳地与电源平面分开；如果所述PCB主板包括信号层，将每一信号层的外设接口的机壳地与数字/模拟信号线分开。

进一步地，将所述每一地层的外设接口的机壳地在至少一第二预定位置连通到数字地，并由该第二预定位置形成第二泄放通路连通至所述数字地；其目的是当机壳上积累到一定能量时，会对人身安全、主板的安全有一定的隐患，所以从安全及EMC角度来考虑，需要将机壳上的能量非常缓慢地泄放到主板，其第二泄放通路即可实现将机壳上的能量非常缓慢地泄放到主板，因为泄放速度慢，所以不会对主板的器件产生影响。

进一步地，所述每一地层外设接口的机壳地与数字地的连通为直接连通或通过一电子电路连通，所述电子电路为电阻、电容、磁珠或电感的至少一种电子器件组成的电路。

进一步地，所述第一、第二预定位置均为主板上的螺丝孔位，所述第一、第二泄放通路均为锁付在所述螺丝孔位的螺丝，该螺丝锁付在所述螺丝孔位是用于将主板固定在所述设备的机壳上。

进一步地，如果地层还包含音频模拟地，再将地层的音频地单独与数字地分开，然后再将音频地中的音频接口的机壳地与音频模拟地分开；如果地层还包含视频模拟地，再将地层的视频地单独与数字地分开，然后再将视频地中的视频接口的机壳地与视频模拟地分开；如果地层还包含高压地，再将地层的高压地单独与数字地分开。

进一步地，所述音频接口的机壳地与音频模拟地于至少一第三预定位置处连接形成第三泄放通路连通至所述设备的外壳，当音频外设地有异常大能量从音频接口灌入到主板时，能量能够快速通过音频接口的机壳地到第三泄放通路泄放至所述设备的外壳；所述视频接口的机壳地与视频模拟地于至少一第四预定位置处连接形成第四泄放通路连通至所述设备的外壳，当视频外设地有异常大能量从视频接口灌入到主板时，能量能够快速通过视频接口的机壳地到第四泄放通路泄放至所述设备的外壳。

进一步地，所述音频接口的机壳地与音频模拟地的连通以及所述视频接口的机壳地与视频模拟地的连通均为直接连通或通过一电子电路连通，所述电子电路为电阻、电容、磁珠或电感的至少一种电子器件组成的电路。

进一步地，所述第四、第五预定位置均为主板上的螺丝孔位，所述第四、第五泄放通路为锁付在所述螺丝孔位的螺丝，该螺丝锁付在所述螺丝孔位是用于将主板固定在所述设备的机壳上。

进一步地，所述外设接口的机壳地是以尽量短且粗的路径到达主板上的螺丝孔位，以保证路径的阻抗最小。

本发明具有如下优点：本发明的防止带外设接口的设备烧口的方法，在所述PCB主板的所有层中，外设接口处都不要走信号线、不敷非机壳地的铜平面，将PCB主板的每一层的外设接口处都单独划分出一片机壳地区域，此区域只用于敷机壳地的铜平面，且该铜平面与机壳之间具有一异常大能量泄放通路，并使PCB主板的每一层中外设接口的机壳地与非机壳地分开。即可引导从所有外设包括音视频外设地窜入到机顶盒的大能量有效且迅速泄放掉，从而保证异常能量不会乱窜到后级主板电路，这样就不会出现干扰后级主板正常工作、或损坏器件、甚至烧毁主板等，有效的保护后级主板电路及器件。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为采用现有技术中的一种防止带外设接口的设备烧口的方法对PCB主板的地层进行处理后的结构示意图。

图2为采用本发明防止带外设接口的设备烧口的方法对PCB主板的一地层进行处理后的结构示意图。

图3为采用本发明防止带外设接口的设备烧口的方法对PCB主板的一地层进行处理后的另一种结构示意图。

【具体实施方式】

本发明的防止烧口的方法，是针对带外设接口的设备而言的，目前带外设接口的设备的PCB主板类型包括单层板、双层板和多层板，多层板一般包括至少一层信号层、至少一层电源层和至少一层地层。在设备带外设接口的情况下，往往会有异常大能量从外设接口灌入PCB主板导致烧口现象发生，即将PCB主板烧毁。为防止这种现象发生，本发明方法是在所述PCB主板的所有层中，外设接口处都不要走信号线、不敷非机壳地的铜平面，将PCB主板的每一层的外设接口处都单独划分出一片机壳地区域，此区域只用于敷机壳地的铜平面，且该铜平面在至少一第一预定位置连通至机壳，并于该位置形成一第一泄放通路连通至机壳，并使PCB主板的每一层中外设接口的机壳地与非机壳地分。从而引导由外设地窜入到所述设备PCB主板的异常大能量有效且迅速地从第一泄放通路泄放到机壳，从而保证异常能量不会乱窜到后级主板电路，这样就不会出现干扰后级主板正常工作、或损坏器件、甚至烧毁主板等现象，从而有效的保护后级主板电路及器件。

具体地，如果所述PCB主板包括地层，将每一地层的外设接口的机壳地与数字地分开；如果所述PCB主板包括电源层，将每一电源层的外设接口的机壳地与电源平面分开；如果所述PCB主板包括信号层，将每一信号层的外设接口的机壳地与数字/模拟信号线分开。

分开之后，较佳的，可将所述每一地层外设接口的机壳地在至少一第二预定位置连通到数字地，并由该第二预定位置形成第二泄放通路连通至所述设备的外壳；其目的是当机壳上积累到一定能量时，会对人身安全、主板的安全有一定的隐患，所以从安全及EMC角度来考虑，需要将机壳上的能量非常缓慢地泄放到主板，其第二泄放通路即可实现将机壳上的能量非常缓慢地泄放到主板，因为泄放速度慢，所以不会对主板的器件产生影响。

如果地层还包含音频模拟地、视频模拟地或高压地，再将地层的音频地单独与数字地分开，然后再将音频地中的音频接口的机壳地与音频模拟地分开；将地层的视频地单独与数字地分开，然后再将视频地中的视频接口的机壳地与视频模拟地分开；如果地层还包含高压地，再将地层的高压地单独与数字地分开。所述音频接口的机壳地与音频模拟地于至少一第三预定位置处连接形成第三泄放通路连通至所述设备的外壳，当音频外设地有异常大能量从音频接口灌入到主板时，能量能够快速通过音频接口的机壳地到第四泄放通路泄放至所述设备的外壳；所述视频接口的机壳地与视频模拟地于至少一第四预定位置处连接形成第四泄放通路连通至所述设备的外壳，当视频外设地有异常大能量从视频接口灌入到主板时，能量能够快速通过视频接口的机壳地到第四泄放通路泄放至所述设备的外壳。同样，所述音频接口的机壳地与音频模拟地的连通以及所述视频接口的机壳地与视频模拟地的连通均为直接连通或通过一电子电路连通，所述电子电路为电阻、电容、磁珠或电感的至少一种电子器件组成的电路。具体采用哪种电子电路可根据产品实际情况来选择不同的元器件及线路连接方式，例如可以是电阻、电容、磁珠或电感中的一种或多种电子元器件组成的电路。

如图2所示，以地层为例，将地层的外设接口处都单独划分出一片机壳地区域，此区域只用于敷机壳地的铜平面，形成地层的外设接口的机壳地1，且该铜平面在至少一第一预定位置3连通至机壳(未图示)，并于该第一预定位置形成一第一泄放通路(未图示)连通至机壳，并使地层的外设接口的机壳地1与非机壳地如数字地2分开，当所有的外设中任一外设出现异常大能量灌入主板时，能量能够快速通过第一泄放通路泄放至设备的外壳。较佳地，再将地层所有的外设接口的机壳地1在至少一第二预定位置，此实施例仍用所述第一预定位置3连通到数字地2，即第二预定位置与第一预定位置3重合，当然也可以不重合，外设接口的机壳地1即可由该第二预定位置形成第二泄放通路(未图示)连通至所述数字地2，从而将由于泄放至机壳而积聚的电量以缓慢的速度泄放至数字地。

如图3所示，再以机顶盒为例，由于机顶盒除了家庭用外，还可用于KTV点歌机，因此其对音质的要求较高。为了保证机顶盒类的带音视频接口的设备的音质，除了将PCB主板上信号层的外设接口的机壳地与数字/模拟信号线分开，将地层的外设接口的机壳地1与数字地2分开(图中仅显示其中一层地层结构，其它地层做法类似)，将电源层的外设接口的机壳地与电源平面分开外，因地层的外设接口的机壳地1还包含音频地11和视频地(未图示)，因此还需再将地层上的外设接口的机壳地1中的音频地11单独分开，即音频地11除了与数字地2分开外，还与其它外设接口的机壳地12分开，然后再将音频地11中的音频接口的机壳地111与音频模拟地112分开，并使音频接口的机壳地111与音频模拟地112于至少一第三预定位置4处连接形成第三泄放通路(未图示)连通至所述机顶盒的外壳，当音频外设有异常大能量从音频接口灌入到主板时，能量能够快速通过音频接口的机壳地111到第三泄放通路泄放至所述机顶盒的外壳，而且又能很好地保证机顶盒子的音质；所述音频接口的机壳地111与音频模拟地112在所述第三预定位置4可以直接或通过电子电路连通，特别是从EMC电磁兼容的角度考虑，其通过电子电路的连通方式更佳。其视频地的做法与音频地的做法相同。

由于机顶盒的主板要固定，通常会在PCB主板上预设若干个螺丝孔，这些螺丝孔会贯通PCB主板的所有层，因此可将所述第一预定位置3、第二预定位置、第三预定位置、第四预定位置优先选用PCB主板上的螺丝孔位，当将螺丝锁付在所述螺丝孔位即可用于将主板固定在所述机顶盒的机壳上，而这些螺丝即可承担所述第一、第二、第三、第四泄放通路的角色。

所述PCB主板的每一层的所有的外设接口的机壳地以尽量短且粗的路径达到主板上的螺丝孔位，其目的是保证所有的外设接口地引脚到螺丝孔两者之间的阻抗最小，能量就是寻找阻抗最小的路径来泄放的。所以当外设的异常大能量通过外设接口的机壳地引脚窜入到PCB主板时，阻抗最小的路径就成为能量的泄放路径，而且也能够保证能量以最快的速度泄放。

如前所述，本发明的防止带外设接口的设备烧口的方法，在所述PCB主板的所有层中，外设接口处都不要走信号线、不敷非机壳地的铜平面，将PCB主板的每一层的外设接口处都单独划分出一片机壳地区域，此区域只用于敷机壳地的铜平面，且该铜平面与机壳之间具有一异常大能量泄放通路，并使PCB主板的每一层中外设接口的机壳地与非机壳地分开，当所有的外设中任一外设出现异常大能量灌入主板时，能量能够泄放至设备的外壳。即可引导从所有外设包括音视频外设地窜入到机顶盒的大能量有效且迅速泄放掉，从而保证异常能量不会乱窜到后级主板电路，这样就不会出现干扰后级主板正常工作、或损坏器件、甚至烧毁主板等，有效的保护后级主板电路及器件。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种防止带外设接口的设备烧口的方法，所述带外设接口的设备包含PCB主板，其特征在于：在所述PCB主板的所有层中，外设接口处都不要走信号线、不敷非机壳地的铜平面，将PCB主板的每一层的外设接口处都单独划分出一片机壳地区域，此区域只用于敷机壳地的铜平面，且该铜平面在至少一第一预定位置连通至机壳，并于该位置形成一第一泄放通路连通至机壳，并使PCB主板的每一层中外设接口的机壳地与非机壳地分开。

2.根据权利要求1所述的防止带外设接口的设备烧口的方法，其特征在于：

如果所述PCB主板包括地层，将每一地层的外设接口的机壳地与数字地分开；

如果所述PCB主板包括电源层，将每一电源层的外设接口的机壳地与电源平面分开；

如果所述PCB主板包括信号层，将每一信号层的外设接口的机壳地与数字/模拟信号线分开。

3.根据权利要求2所述的防止带外设接口的设备烧口的方法，其特征在于：

将所述每一地层的外设接口的机壳地在至少一第二预定位置连通到数字地，并由该第二预定位置形成第二泄放通路连通至所述数字地。

4.根据权利要求3所述的防止带外设接口的设备烧口的方法，其特征在于：所述每一地层外设接口的机壳地与数字地的连通为直接连通或通过一电子电路连通，所述电子电路为电阻、电容、磁珠或电感的至少一种电子器件组成的电路。

5.根据权利要求3或4所述的防止带外设接口的设备烧口的方法，其特征在于：所述第一、第二预定位置均为主板上的螺丝孔位，所述第一、第二泄放通路均为锁付在所述螺丝孔位的螺丝，该螺丝锁付在所述螺丝孔位是用于将主板固定在所述设备的机壳上。 

6.根据权利要求2所述的防止带外设接口的设备烧口的方法，其特征在于：

如果地层还包含音频模拟地，再将地层的音频地单独与数字地分开，然后再将音频地中的音频接口的机壳地与音频模拟地分开；

如果地层还包含视频模拟地，再将地层的视频地单独与数字地分开，然后再将视频地中的视频接口的机壳地与视频模拟地分开；

如果地层还包含高压地，再将地层的高压地单独与数字地分开。

7.根据权利要求6所述的防止带外设接口的设备烧口的方法，其特征在于：

所述音频接口的机壳地与音频模拟地于至少一第三预定位置处连接形成第三泄放通路连通至所述设备的外壳，当音频外设地有异常大能量从音频接口灌入到主板时，能量能够快速通过音频接口的机壳地到第三泄放通路泄放至所述设备的外壳；

所述视频接口的机壳地与视频模拟地于至少一第四预定位置处连接形成第四泄放通路连通至所述设备的外壳，当视频外设地有异常大能量从视频接口灌入到主板时，能量能够快速通过视频接口的机壳地到第四泄放通路泄放至所述设备的外壳。

8.根据权利要求7所述的防止带外设接口的设备烧口的方法，其特征在于：所述音频接口的机壳地与音频模拟地的连通以及所述视频接口的机壳地与视频模拟地的连通均为直接连通或通过一电子电路连通，所述电子电路为电阻、电容、磁珠或电感的至少一种电子器件组成的电路。

9.根据权利要求7所述的防止带外设接口的设备烧口的方法，其特征在于：所述第四、第五预定位置均为主板上的螺丝孔位，所述第四、第五泄放通路为锁付在所述螺丝孔位的螺丝，该螺丝锁付在所述螺丝孔位是用于将主板固定在所述设备的机壳上。

10.根据权利要求5所述的防止带外设接口的设备烧口的方法，其特征在于：所述外设接口的机壳地是以尽量短且粗的路径到达主板上的螺丝孔位，以保证路径的阻抗最小。 

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