CN201682278U - 一种esd保护电路及具有所述电路的电视机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种ESD保护电路及具有所述电路的电视机，包括具有多路信号传输端子的接口和TVS芯片，所述接口的多路信号传输端子分别与TVS芯片的多路输入管脚一一对应连接，所述TVS芯片的电源管脚连接直流电源，接地管脚接地。本实用新型的ESD保护电路采用TVS芯片代替多个压敏电阻实现对静电放电的有效抑制，不仅电路设计简单，成本低，而且耐冲击性能好，失效率极低，ESD保护效果显著，适合在LCD、LED等电视产品中推广应用，以确保整机的安全运行。

Description

一种ESD保护电路及具有所述电路的电视机

技术领域

本实用新型属于静电保护技术领域，具体地说，是涉及一种静电放电保护电路以及采用所述静电放电保护电路设计的电视接收机。

背景技术

静电多由绝缘体物体间互相磨擦或者干燥空气与绝缘物磨擦产生。当静电的能量积累到一定的程度，使得妨碍它中和的绝缘体再也阻挡不住时，即会发生剧烈的放电，即静电放电ESD(Electrostatic Discharge)。多数情况下ESD能量都比较小，放电电压不会很高，因此对人体和电器设备的损害都很有限。但是，在某些特殊的情况下，其最高电压也可能达到几千乃至几万伏，这势必会对静电敏感的组件造成损害。

生产、生活中的静电可谓无处不在、无时不在，从举手投足间服装的磨擦，到干燥空气的流动，都是静电产生的原因。如果条件适宜，瞬间即可释放。这对电子产品中CMOS等静电敏感的电路将会造成极大的威胁，因此，目前的电子行业都在尽一切努力从事静电防护工作。

随着电视制造行业的迅速发展，电视机的功能越来越多，为了能够支持更多类型的外部信号源设备，需要在电视机上配置多种类型的接口。在将外部信号源设备插接到电视机接口上时，很有可能会将外部静电一同引入到电视机接口板或者主板上，从而对其内部电路造成损坏。为了保护电视机电路，许多电视制造商在接口的每一条信号传输线路上都设置一个压敏电阻来进行ESD保护。这种设计方式虽然对静电起到了有效的抑制作用，但是，对于具有多条信号传输线路的接口来说，就需要采用多个压敏电阻进行电路设计。比如平板电视的HDMI接口就至少需要使用8个压敏电阻进行ESD保护，分布离散，失效率高，且保护效果不好。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有采用压敏电阻设计的ESD防护电路对于具有多个信号传输端子的接口来说保护效果不佳的问题，提供了一种基于TVS芯片的ESD保护电路，以简化电路设计，提高静电抑制效果。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种ESD保护电路，包括具有多路信号传输端子的接口和TVS芯片，所述接口的多路信号传输端子分别与TVS芯片的多路输入管脚一一对应连接，所述TVS芯片的电源管脚连接直流电源，接地管脚接地。

进一步的，所述TVS芯片的极性为双极性。

又进一步的，所述TVS芯片的接地管脚与所述接口的接地端子共地，即连接同一个地。

再进一步的，所述TVS芯片包括两个，每个TVS芯片包括4路输入管脚；所述接口为HDMI接口，包括4组差分信号传输端子，其中两组差分信号传输端子分别与其中一个TVS芯片的4路输入管脚对应连接，另外两组差分信号传输端子分别与另一个TVS芯片的4路输入管脚对应连接。

更进一步的，所述TVS芯片的电源管脚连接+5V直流电源。

基于上述ESD保护电路，本实用新型又提供了一种采用所述ESD保护电路设计的电视机，通过在电视机的接口上，特别是具有多路信号传输端子的接口上连接TVS芯片，即将所述接口的多路信号传输端子分别与TVS芯片的多路输入管脚一一对应连接，且将所述TVS芯片的电源管脚连接直流电源，接地管脚接地，进而利用TVS芯片内部的TVS器件对通过接口引入到电视机的静电进行瞬间抑制，从而实现了对电视机接口以及电视机内部电路的有效保护。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的ESD保护电路采用TVS芯片代替多个压敏电阻实现对静电放电的有效抑制，不仅电路设计简单，成本低，而且耐冲击性能好，失效率极低，ESD保护效果显著，适合在LCD、LED等电视产品中推广应用，以确保整机的安全运行。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型所提出的ESD保护电路的一种实施例的电路原理图；

图2是图1中TVS芯片内部电路的一种实施例的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

本实用新型针对具有多路信号传输端子的接口，摒弃传统采用分散的压敏电阻对通过每一路信号传输端子接入的静电放电进行抑制的设计方式，提出了一种采用TVS芯片代替各路压敏电阻对接口进行ESD保护的设计方案，在简化电路设计，降低排版难度的基础上，提高了ESD保护效果，确保了接口及电子产品的使用安全。

下面以电视机为例，通过一个具体的实施例来详细阐述所述ESD保护电路的具体组建结构及其工作原理。

实施例一，TVS是Silicon Transinet Voltage Suppressor的英文缩写，称为硅瞬变电压吸收二极管，可以有效地保护电子产品不受静电的损伤。若针对接口中的多路信号传输端子选用多个TVS二极管与其连接，同样存在分布离散、效果不佳的问题。因此，本实施例优选采用集成有多条静电抑制通道的TVS芯片与接口的多路信号传输端子相连接，以实现对接口的ESD保护。

参见图1所示，本实施例具体以电视机上的HDMI接口为例进行说明。在HDMI接口中包含有4组差分信号传输端子，其中3组用于传输差分数据信号，比如DATA0+、DATA0-；DATA1+、DATA1-；DATA2+、DATA2-；另外一组用于传输差分时钟信号，比如CLK+、CLK-。为了避免外部HDMI信号源在插接到电视机的HDMI接口上时引入静电，本实施例采用两个TVS芯片U1、U2进行ESD保护电路的具体设计。每一个TVS芯片U1、U2具有4条静电抑制通道，对应4路输入管脚，比如1、3、4、6管脚。其中，TVS芯片U1的4路输入管脚分别与HDMI接口的DATA2+、DATA2-、DATA1+、DATA1-端子一一对应连接；TVS芯片U2的4路输入管脚分别与HDMI接口的DATA0+、DATA0-、CLK+、CLK-端子一一对应连接；两个TVS芯片U1、U2的电源管脚5连接直流电源，所述直流电源的幅值需要根据HDMI接口的差分信号传输端子的可承受极限电压确定，比如+5V直流电源5VAIN，可以具体由电视机内部电源电路输出提供；两个TVS芯片U1、U2的接地管脚2与HDMI接口的接地端子GND1～GND4共地，比如均连接电视机电路的系统地，如图1所示。

为了使本实施例的ESD保护电路能够承受来自两个方向的尖峰脉冲电压(浪涌电压)冲击，应当选用双极性的TVS芯片U1、U2；否则，可以选用单极性的TVS芯片。

当然，也可以采用集成有8条静电抑制通道的TVS芯片进行电路设计，此时只需采用一个TVS芯片即可满足对HDMI接口中4组差分信号传输端子的ESD保护。因此，对于TVS芯片数量上的选择需要根据接口的信号传输端子的数量以及TVS芯片具有的输入管脚的数量进行综合确定，本实施例并不仅限于以上举例。

图2为双极性TVS芯片U1或U2的内部电路组建形式，下面结合图2对本实施例的ESD保护电路的工作原理进行详细地描述。

图2中的TVS芯片包括4条静电抑制通道，每一条静电抑制通道均由两个串联的二极管组成，比如D1、D2。两个二极管D1、D2的中间节点连接TVS芯片的输入管脚，阳极连接TVS芯片的接地管脚，阴极连接TVS芯片的电源管脚，并同时与一TVS二极管的阴极相连接，TVS二极管的阳极连接TVS芯片的接地管脚。当通过HDMI接口的信号传输端子引入的静电为正极性的尖峰脉冲电压时，则二极管D1导通，TVS二极管发生雪崩，为瞬态电流提供通路，进而将TVS芯片的输入管脚的电位钳制在+5V，由此便可以使得HDMI接口或者电视机内部电路免遭超额电压的击穿或者超额电流的过热烧毁。而当HDMI接口的信号传输端子引入的静电为负极性的尖峰脉冲电压时，则二极管D2导通，将TVS芯片的输入管脚的电位钳制在0V，由此便可抑制负脉冲静电对HDMI接口或者电视机电路的损坏。

经过试验测试，在HDMI接口上连接TVS芯片后，ESD保护效果显著，耐冲击效果好，失效率低，且时域反射(TDR)测试也能够顺利的通过。

当然，本实施例所提出的ESD保护电路设计方式同样适用于电视机上的其他需要同时传输多路信号的接口，比如VGA接口、YPbPr接口等，本实施例并不仅限于以上举例。

应当指出的是，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ESD保护电路，其特征在于：包括具有多路信号传输端子的接口和TVS芯片，所述接口的多路信号传输端子分别与TVS芯片的多路输入管脚一一对应连接，所述TVS芯片的电源管脚连接直流电源，接地管脚接地。

2.根据权利要求1所述的ESD保护电路，其特征在于：所述TVS芯片的极性为双极性。

3.根据权利要求1所述的ESD保护电路，其特征在于：所述TVS芯片的接地管脚与所述接口的接地端子共地。

4.根据权利要求1或2或3所述的ESD保护电路，其特征在于：所述TVS芯片包括两个，每个TVS芯片包括4路输入管脚；所述接口为HDMI接口，包括4组差分信号传输端子，其中两组差分信号传输端子分别与其中一个TVS芯片的4路输入管脚对应连接，另外两组差分信号传输端子分别与另一个TVS芯片的4路输入管脚对应连接。

5.根据权利要求4所述的ESD保护电路，其特征在于：所述TVS芯片的电源管脚连接+5V直流电源。

6.一种电视机，包括具有多路信号传输端子的接口，其特征在于：所述接口的多路信号传输端子分别与TVS芯片的多路输入管脚一一对应连接，所述TVS芯片的电源管脚连接直流电源，接地管脚接地。

7.根据权利要求6所述的电视机，其特征在于：所述TVS芯片的极性为双极性。

8.根据权利要求6所述的电视机，其特征在于：所述TVS芯片的接地管脚与所述接口的接地端子共地，连接电视机的系统地。

9.根据权利要求6或7或8所述的电视机，其特征在于：所述TVS芯片包括两个，每个TVS芯片包括4路输入管脚；所述接口为HDMI接口，包括4组差分信号传输端子，其中两组差分信号传输端子分别与其中一个TVS芯片的4路输入管脚对应连接，另外两组差分信号传输端子分别与另一个TVS芯片的4路输入管脚对应连接。

10.根据权利要求9所述的电视机，其特征在于：所述TVS芯片的电源管脚连接电视机电源电路输出的+5V直流电源。

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