CN201051600Y - 电路板热插拔接口 - Google Patents

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    • H01R13/6485—Electrostatic discharge protection

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  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种电路板热插拔接口，包括接口插头和接口插座，在所述接口插头和接口插座中相匹配的设置有多个接触导电部，其中，在所述接口插头和接口插座的至少其中之一上设置的接触导电部长短不一，且接地部的长度大于其它导电部的长度。本实用新型通过对接口结构进行改进，加长接地部的长度，确保接地部在插拔时稳定连接插头和插座稍长一段时间，从而使导电体能够及时安全的泻放静电或者将电路板中的多余电荷释放到地，进而在无需增加ESD保护器件的前提下，达到保护后级元器件的目的。

Description

电路板热插拔接口
技术领域
本实用新型属于插拔接口技术领域，具体地说，是涉及一种用于电路板热插拔接口结构的改进。
背景技术
静电击穿问题在实验室、生产车间经常发生，这是因为在目前市面上常见的消费类电子产品内部一般都存在多块印刷电路板，或者设置有多个输入输出接口，这些内部外部的接口之间连接采用简单的直插连接，线材接头中各个导线没有严格的电气差异，在带电插拔时，由于接口两端的存量电荷不等会造成瞬态放电，也叫静电放电ESD，从而容易引起电气设备的损坏。
传统的电子产品，其内部各个功能PCB板在相互连接时一般采用软排线连接，这种连接方法没有做ESD预防措施，实际开发生产操作中为了避免ESD击穿，需要关机断电后进行接口间的插拔，效率低、操作复杂。而且，若断电后立即插拔，有时还会因为整机某些电路存在电荷泻放慢的情况，仍然会导致静电放电现象的出现。
为了解决电子产品的静电击穿问题，目前通常采用的解决措施是在尽可能接近排线接口端子的地方连接若干ESD保护器件，比如压敏电阻、TVS管、专用型ESD保护器件等。图1以压敏电阻RV301～RV308为例，对所述ESD保护器件的连接位置进行了表述，当然，所述压敏电阻同样也可以采用TVS管或者专用型ESD保护器件等替代。图1中，接口J302为高清多媒体接口HDMI，在电视机电路中一般设置在主解码板上或者HDMI信号处理板上，将外部HDMI信号源的接口与所述接口J302相插接，即可实现两者之间的连接通信。为了避免HDMI接口在热插拔的过程中出现静电击穿问题，在其8路差分信号端D0+、D0-、D1+、D1-、D2+、D2-、CK+、CK-上分别连接一路压敏电阻RV301～RV308，并通过所述压敏电阻RV301～RV308接地。其中，压敏电阻RV301～RV308的焊接位置紧靠近HDMI接口J302的各信号端子，以实现将热插拔过程中产生的瞬态放电及时泻放到地，避免电路板遭受静电袭击。
但是，采用这种连接ESD保护器件的解决措施一般都存在产品体积占用多、影响整机布线、价格成本高、节电容大不适合做高速信号连接等等问题，对整机运行的可靠性和使用寿命都会产生一定的影响。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有插拔接口采用连接ESD保护器件来解决静电击穿问题所带来的布线复杂、体积占用大的问题，提供了一种新型的电路板热插拔接口，通过对接口结构进行改进，无需增加ESD保护器件即可有效解决静电击穿问题，结构简单、成本低，不影响功能板的整体布局。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
一种电路板热插拔接口，包括接口插头和接口插座，在所述接口插头和接口插座中相匹配的设置有多个接触导电部，其中，在所述接口插头和接口插座的至少其中之一上设置的接触导电部长短不一，且接地部的长度大于其它导电部的长度。
其中，所述接触导电部为导电针或者导电片。
进一步的，所述接地部的长度长出其它导电部长度的10％～20％。
为了实现对其它导电部的保护作用，所述其它导电部设置在接地部之间，包括信号部和电源部。
其中，所述信号部和电源部的长度相等。
作为第一种实施方案，所述长短不一的接触导电部设置在接口插头上，为了达到防错插的目的，上半部分与下半部分设置的长短接触导电部的排列方式不对称。
作为第二种实施方案，所述长短不一的接触导电部设置在接口插座中，为了达到防错插的目的，其中，上半部分与下半部分设置的长短接触导电部的排列方式不对称。
作为第三种实施方案，所述长短不一的接触导电部同时设置在接口插头和接口插座中，同样为了达到防错插的目的，接口插头和接口插座的上半部分与下半部分设置的长短接触导电部的排列方式不对称。
为了增强对信号部和电源部的保护效果，所述接地部包含有多个，相邻近的两个接地部之间设置的信号部或电源部的个数限定在3个以内。
再进一步的，所述接口插头和接口插座分别设置在两块电路板上，各接触导电部分别通过导线连接自身所在电路板中的外围电路。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型通过对接口结构进行改进，加长接地部的长度，确保接地部在插拔时稳定连接插头和插座稍长一段时间，从而使导电体能够及时安全的泻放静电或者将电路板中的多余电荷释放到地，进而达到保护后级元器件的目的。采用本实用新型的接口结构无需增加ESD保护器件即可实现静电防护作用，结构简单、成本低廉、无需占用电路板过多的体积，有助于提高整机运行的可靠性，延长其使用寿命。
附图说明
图1是现有用于热插拔接口的ESD防护电路原理图；
图2是本实用新型所提出的热插拔接口的结构剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地说明。
首先介绍一下本实用新型的设计原理，本实用新型将热插拔接口中的接触导电针或导电片设计成长度不一的形式，其中，接地导电针(片)比其它导电针(片)的长度长。由于导电针(片)的长度不同，在插入时，长针(片)会先于短针(片)连接导通；拔出时，长针(片)却保持导通一段时间。这样，如果将长针(片)设置成“地”脚，就会保证地脚在插拔时稳定连接接口插头和插座两部分，满足电学意义上的电路平衡原理。在ESD保护中，使用导电体及时安全的排放静电，最简单、最基本的方法就是将多余电荷释放到系统“地”中。这样，带电热插拔或者平时感应的多余电荷在插拔过程中放电现象就会先通过“地”释放，从而达到保护后级元器件的目的。
参见图2所示，本实用新型的热插拔接口包括插头2-1和插座2-2两部分，分别设置在不同的电路板1-1、1-2上，两块电路板1-1、1-2通过所述接口插头2-1和插座2-2相插接来实现两电路板间的连接通信。在所述接口的多个接触导电部3、4中，接地部3的长度要比其它导电部4的长度长出10％～20％，以确保接地部3在接口热插拔时稳定连接插头2-1和插座2-2稍长一段时间，从而使导电体能够及时安全的泻放静电或者将电路板1-1或1-2中的多余电荷释放到地，进而在无需增加ESD保护器件的前提下，达到保护后级元器件的目的。
所述接触导电部3、4可以采用导电针或者导电片实现；所述的其它导电部4包括传输数据的信号部和连接电源或者连接电子器件供电端的电源部等。在本实用新型中，优选信号部和电源部的长度相等。当然，所述的信号部和电源部的长度也可以不等，但要符合其长度小于接地部3长度的设计要求。
实施例一，在接口插头2-1和插座2-2上分别设置相匹配的长短不一的接触导电部3、4，其中，接地部3长出其它导电部4长度的15％，且其它导电部4长度相等，如图2所示。本实施例以接口插头2-1上设置的接触导电部3、4为导电插针，接口插座2-2上设置的接触导电部3、4为导电触片为例进行具体阐述。
图2中，接口插头2-1中接地针3通过导线8连接电路板1-1中的系统地，信号针或电源针4通过导线7连接电路板1-1中电子器件或者供电电源。在接口插座2-2中，与所述接口插针2-1中各导电插针3、4位置相对应的地方开设有插槽5、6，在插槽5、6中设置有导电触片3、4，当插头2-1插入到插座2-2中时，通过导电插针与导电触片相接触实现两电路板间的连接通信。其中，在插座2-2的插槽5中设置接地片3，插槽6中设置信号片或者电源片4，接地片3的长度比信号片或者电源片4的长度长。接地片3通过导线10连接电路板1-2中的系统地，信号片或电源片4通过导线9连接电路板1-2中电子器件或者供电电源，亦或传递电源电压。
为了加强对信号线或者电源线的保护作用，在连续排列的2个或者3个信号针(片)或者电源针(片)4的两端设置接地针(片)3，通过多根地线包围信号线，可以实现对重要信号线的保护作用，起到电磁兼容EMC的作用。
为了达到防错插的目的，在接口内分配不对称的若干接地针(片)3，可以是上下两部分不对称或者是左右两部分不对称。
实施例二，将长短不一的接触导电部，如导电插针3、4设置在接口插头2-1上，与其相匹配的接口插座2-2中设置长度相等的接触导电部，如导电触片3、4。在将所述接口插头2-1插入到接口插座2-2中时，长插针先于短插针连接导通，即插头2-1中的接地针3先于其它信号针或者电源针4与插槽2-2中的接地导电触片3连接导通，从而也能达到本实用新型所提出的静电放电目的。
同样，为了加强对信号线或者电源线的保护作用，在接口插头2-1上连续排列的2个或者3个信号针或者电源针4的两端设置接地针3，通过多根地线包围信号线，可以实现对重要信号线的保护作用，起到电磁兼容EMC的作用。同时，为了达到防错插的目的，在接口插头2-1的上下或者左右两部分分配不对称的若干接地针3。
实施例三，将长短不一的接触导电部，如导电触片(针)3、4设置在接口插座2-2中，与其相匹配的接口插头2-1上设置长度相等的接触导电部，如导电插针(片)3、4。在将所述接口插头2-1插入到接口插座2-2中时，长触片先于短触片与插针连接导通，即插头2-1中的接地针3先于其它信号针或者电源针4与插槽2-2中的接地导电触片3连接导通，从而也能达到本实用新型所提出的静电放电目的。
同样的，为了加强对信号线或者电源线的保护作用，在接口插座2-2中连续排列的2个或者3个信号触片(针)或者电源触片(针)4的两端设置接地触片(针)3，通过多根地线包围信号线，可以实现对重要信号线的保护作用，起到电磁兼容EMC的作用。
同时，在接口插座2-2的上下或者左右两部分分配不对称的若干接地触片(针)3，以实现防错插的作用。
本实用新型通过在热插拔接口两端增加若干起保护作用的“地”线或平面，在电路板带电热插拔时，使电路板先自动进入防止静电放电状态，从物理结构上实现通过系统参考“地”进行放电，避免存量电荷对整机系统的危害。
当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电路板热插拔接口，包括接口插头和接口插座，接口插头和接口插座设置有多个接触导电部，其特征在于：在所述接口插头和接口插座的至少其中之一上设置的接触导电部长短不一，且接地部的长度大于其它导电部的长度。
2.根据权利要求1所述的电路板热插拔接口，其特征在于：所述接地部的长度长出其它导电部长度的10％～20％。
3.根据权利要求1所述的电路板热插拔接口，其特征在于：所述接触导电部为导电针或者导电片。
4.根据权利要求1-3中任一所述的电路板热插拔接口，其特征在于：所述其它导电部为信号部和电源部，设置在接地部之间。
5.根据权利要求4所述的电路板热插拔接口，其特征在于：所述信号部和电源部的长度相等。
6.根据权利要求4所述的电路板热插拔接口，其特征在于：所述长短不一的接触导电部设置在接口插头上，其中，上半部分与下半部分设置的长短接触导电部的排列方式不对称。
7.根据权利要求4所述的电路板热插拔接口，其特征在于：所述长短不一的接触导电部设置在接口插座中，其中，上半部分与下半部分设置的长短接触导电部的排列方式不对称。
8.根据权利要求4所述的电路板热插拔接口，其特征在于：所述长短不一的接触导电部同时设置在接口插头和接口插座中，其中，接口插头和接口插座的上半部分与下半部分设置的长短接触导电部的排列方式不对称。
9.根据权利要求5所述的电路板热插拔接口，其特征在于：所述接地部包含有多个，相邻近的两个接地部之间设置的信号部或电源部的个数在3个以内。
10.根据权利要求5所述的电路板热插拔接口，其特征在于：所述接口插头和接口插座分别设置在两块电路板上，各接触导电部分别通过导线连接自身所在电路板中的外围电路。
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