CN112343434A - 一种智能电子锁的静电放电结构及方法 - Google Patents

一种智能电子锁的静电放电结构及方法 Download PDF

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宋子豪
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Abstract

本发明公开了一种智能电子锁的静电放电结构及方法，包括有壳体，壳体内部设置有锁芯组件，壳体外表面开设有钥匙插槽；壳体外表面设置有指纹识别模块和触摸屏密码输入区，在壳体内部固定安装有与指纹识别模块和触摸屏密码输入区构成电连接的PCB电路板；壳体内部设置有电池盒，该电池盒内设置有用于供电的电池；壳体由可导电的金属制成，PCB电路板的外侧电连接有用于引流静电的PCB走线，该PCB走线通过连接一个钳位二极管后将静电单向引流至壳体。本发明具有以下优点和效果：能通过PCB走线来引流静电，能主动的将静电引出，最大限度的避免PCB电路板上的各电子元件发生损坏；同时通过设置钳位二极管来防止静电冲击控制系统的接地，引起节点电平波动。

Description

一种智能电子锁的静电放电结构及方法
技术领域
本发明涉及电子锁技术领域，特别涉及一种智能电子锁的静电放电结构及方法。
背景技术
静电放电是常见的一种电磁干扰现象。在电磁兼容性中静电放电是模拟人体带电后对电子产品的放电，智能电子锁需要满足静电放电等级三要求，接触6kV，空气放电8kV。一般空气的击穿电压为1kV/mm，因此在8mm的放电区域内对PCB上敏感器件直接或者造成干扰。静电放电对智能电子锁的干扰分为两种情况。第一种：静电放电点与敏感器件距离小于8mm，放电点与敏感器件直接放电，直接击穿敏感器件或者形成拉弧，导致部分电路短路，从而损坏敏感器件或者产品功能。第二种：由于静电放电的电压很高(8kV)，时间极短(ns级)，因此在放电点周围产生频率可达1GHz带宽的磁场，从而间接的对敏感期间造成干扰。
智能电子锁是指区别于传统机械锁的基础上改进的，在用户安全性、识别、管理性方面更加智能化、简便化的复合型锁具，是门禁系统中锁门的执行部件。而对于智能电子锁系统来说PCB静电屏蔽是非常重要的，来自人体、环境甚至电子设备内部的静电对于精密的半导体芯片会造成各种损伤，例如穿透元器件内部薄的绝缘层；损毁MOSFET和CMOS元器件的栅极；CMOS器件中的触发器锁死；短路反偏的PN结；短路正向偏置的PN结；熔化有源器件内部的焊接线或铝线。为了消除静电释放(ESD)对电子设备的干扰和破坏，需要采取多种技术手段进行防范；而现有技术中的智能电子锁在该方面缺少简单有效的措施。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能电子锁的静电放电结构及方法，以解决背景技术中所提出的问题。
为了达到上述目的，本发明提供了一种智能电子锁的静电放电结构，包括有壳体，所述的壳体内部设置有锁芯组件，且在所述的壳体外表面开设有钥匙插槽，将与锁芯组件相匹配的钥匙通过钥匙插槽插入至锁芯组件以实现开锁；在所述的壳体外表面设置有指纹识别模块和触摸屏密码输入区，在所述的壳体内部固定安装有PCB电路板，所述的PCB电路板与指纹识别模块和触摸屏密码输入区构成电连接，该PCB电路板可基于指纹识别模块和触摸屏密码输入区的输入信息来控制锁芯组件实现开锁；且在所述的壳体内部设置有电池盒，该电池盒内设置有为所述的指纹识别模块、触摸屏密码输入区及PCB电路板供电的电池；所述的壳体由可导电的金属制成，所述的PCB电路板的外侧电连接有用于引流静电的PCB走线，该PCB走线通过连接一个钳位二极管后将静电单向引流至壳体。
进一步设置是：所述的钳位二极管的阳极与PCB电路板的地线电连接、阴极与壳体电连接。
进一步设置是：电连接于所述的PCB电路板外侧的PCB走线具有一个使自身不会形成闭合环路的截断口。
进一步设置是：所述的PCB走线沿PCB电路板的三侧环绕设置。
本发明还提供了一种智能电子锁的静电放电方法，外界发生静电击穿，当静电进入至壳体内部的PCB电路板后，将静电通过绕着PCB电路板外侧设置的PCB走线引流至壳体，且通过电连接在PCB电路板的地线上的单向的钳位二极管来防止静电回流至PCB电路板的地线而影响PCB电路板的正常工作，而引流至壳体的静电被消耗，成功保护壳体内部的PCB电路板。
本发明的有益效果在于：
1、在本发明中通过设置与PCB电路板外侧电连接的PCB走线来引流静电，能主动的将静电引出，最大限度的避免PCB电路板上的各电子元件发生损坏；相较于优化PCB电路板的被动的抗静电措施，无疑更加有效，通过主动的引流静电，让大部分静电就能通过壳体进行消耗，即使PCB电路板上的电子元件的抗静电能力较弱，也能在分流走了大部分的静电后保持安全工作，极大限度的适配当前各种不同产商、规格的电子元件，具有高包容性、高适配度的优势。
2、在本发明中通过设置钳位二极管，并基于该钳位二极管的单向导通，来有效防止静电的回流，避免静电回流至PCB电路板的地线对PCB电路板上的各电子元件造成损坏，由此使整个引流静电的过程安全可靠。且，无需额外配置其他复杂电路，即可让静电能够单向引流，有效简化了结构，不仅能够降低成本支出，更便于生产的焊接、装配工序。
3、在本发明中电连接于PCB电路板外侧的PCB走线具有一个截断口，即PCB走线三侧环绕在PCB电路板外侧，这样便能够防止其自身形成闭合环路，从而避免静电、干扰电流等发生环流，进一步保护了PCB电路板的安全。该截断口的设置，无需额外配置电路或电子元件，只需将PCB走线截断形成截断口即可，简单的操作能够达到一个对于静电处理的非常有益的效果，不需要增设结构，而是在原有的基础上进行简单的处理，便有效的避免静电回流的现象，这无疑是具有极大意义的，是能实施，且能适配在静电放电领域的优异做法。
附图说明
图1为实施例的结构示意图；
图2为实施例的内部结构示意图；
图3为实施例中壳体、PCB电路、PCB走线及钳位二极管的连接示意图；
图4为实施例的流程图。
图中：1、壳体；2、钥匙插槽；3、指纹识别模块；4、触摸屏密码输入区；5、PCB电路板；6、电池盒；7、电池；8、把手；11、PCB走线；12、钳位二极管；13、截断口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参考附图1至附图3，本实施例公开了一种智能电子锁的静电放电结构，包括有壳体1，壳体1内部设置有锁芯组件，且在壳体1外表面开设有钥匙插槽2，将与锁芯组件相匹配的钥匙通过钥匙插槽2插入至锁芯组件以实现开锁，壳体1还设置有门把手8。
在壳体1外表面设置有指纹识别模块3和触摸屏密码输入区4，在壳体1内部固定安装有PCB电路板5，PCB电路板5与指纹识别模块3和触摸屏密码输入区4构成电连接，该PCB电路板5可基于指纹识别模块3和触摸屏密码输入区4的输入信息来控制锁芯组件实现开锁；且在所述的壳体1内部设置有电池盒6，该电池盒6内设置有为指纹识别模块3、触摸屏密码输入区4及PCB电路板5供电的电池7。
需要说明的是，锁芯组件属于智能电子锁的基本结构，PCB电路板5与锁芯组件的配合亦属于基本结构，一般可通过电机来实现锁芯组件的开锁动作；指纹识别模块3和触摸屏密码输入区4属于现有技术，且已普遍应用于当前的智能电子锁上，此处不再加以阐述。
壳体1由可导电的金属制成，PCB电路板5的外侧电连接有用于引流静电的PCB走线11，该PCB走线11通过连接一个钳位二极管12后将静电单向引流至壳体1。
该PCB走线11通过连接一个钳位二极管12，一方面防止静电进入系统内部信号地波动引起控制系统不稳定，另一方面将来自壳体1以及PCB走线11的静电引入电源的接地点，从而起到对静电放电的吸收，进而对控制系统起到了保护效果。
具体的，该钳位二极管12的阳极与PCB电路板5的地线电连接、阴极与壳体1电连接。
且，电连接于PCB电路板5外侧的PCB走线11具有一个使自身不会形成闭合环路的截断口13，如附图3所示，PCB走线11沿PCB电路板5的三侧环绕设置。
参考附图4，本实施例还公开了一种智能电子锁的静电放电方法，外界发生静电击穿，当静电进入至壳体1内部的PCB电路板5后，将静电通过绕着PCB电路板5外侧设置的PCB走线11引流至壳体1，且通过电连接在PCB电路板5的地线上的单向的钳位二极管12来防止静电回流至PCB电路板5的地线而影响PCB电路板5的正常工作，而引流至壳体1的静电被消耗，成功保护壳体1内部的PCB电路板5。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种智能电子锁的静电放电结构，包括有壳体(1)，所述的壳体(1)内部设置有锁芯组件，且在所述的壳体(1)外表面开设有钥匙插槽(2)，将与锁芯组件相匹配的钥匙通过钥匙插槽(2)插入至锁芯组件以实现开锁；
在所述的壳体(1)外表面设置有指纹识别模块(3)和触摸屏密码输入区(4)，在所述的壳体(1)内部固定安装有PCB电路板(5)，所述的PCB电路板(5)与指纹识别模块(3)和触摸屏密码输入区(4)构成电连接，该PCB电路板(5)可基于指纹识别模块(3)和触摸屏密码输入区(4)的输入信息来控制锁芯组件实现开锁；且在所述的壳体(1)内部设置有电池盒(6)，该电池盒(6)内设置有为所述的指纹识别模块(3)、触摸屏密码输入区(4)及PCB电路板(5)供电的电池(7)；其特征在于：
所述的壳体(1)由可导电的金属制成，所述的PCB电路板(5)的外侧电连接有用于引流静电的PCB走线(11)，该PCB走线(11)通过连接一个钳位二极管(12)后将静电单向引流至壳体(1)。
2.根据权利要求1所述的一种智能电子锁的静电放电结构，其特征在于：所述的钳位二极管(12)的阳极与PCB电路板(5)的地线电连接、阴极与壳体(1)电连接。
3.根据权利要求1所述的一种智能电子锁的静电放电结构，其特征在于：电连接于所述的PCB电路板(5)外侧的PCB走线(11)具有一个使自身不会形成闭合环路的截断口(13)。
4.根据权利要求3所述的一种智能电子锁的静电放电结构，其特征在于：所述的PCB走线(11)沿PCB电路板(5)的三侧环绕设置。
5.一种智能电子锁的静电放电方法，其特征在于：外界发生静电击穿，当静电进入至壳体(1)内部的PCB电路板(5)后，将静电通过绕着PCB电路板(5)外侧设置的PCB走线(11)引流至壳体(1)，且通过电连接在PCB电路板(5)的地线上的单向的钳位二极管(12)来防止静电回流至PCB电路板(5)的地线而影响PCB电路板(5)的正常工作，而引流至壳体(1)的静电被消耗，成功保护壳体(1)内部的PCB电路板(5)。
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