CN214708135U - 电子设备的静电防护结构和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电子设备的静电防护结构和电子设备。该电子设备的静电防护结构的第一静电处理元件为导电元件，当主板产生静电时，由于电芯与主板电连接，第一静电处理元件与电芯的负极电连接，因此主板产生的静电可以通过电芯的负极，然后经由第一静电处理元件进行泄放，避免该静电对主板造成损害。进一步的，由于第一静电处理元件位于电池上，不占用主板的面积，适用于便携式的电子设备。

Description

电子设备的静电防护结构和电子设备

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种电子设备的静电防护结构和电子设备。

背景技术

静电具有高压、持续时间短、总能量小的特点，当静电打入电子设备时，电子必须要以最快的速度散开，这样才能避免出线局部的高压信号。

但是，由于便携式的电子设备往小型化的方向发展，电子设备的主板面积变得越来越小，大大削减了电子设备的静电防护能力，静电释放(ESD)会导致主板不可逆的损坏。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种电子设备的静电防护结构。

第一方面，提供了一种电子设备的静电防护结构，包括：

主板；

电池，包括外壳、电芯和第一静电处理元件，其中该电芯与该主板电连接，该第一静电处理元件的第一端与该外壳机械连接，该第一静电处理元件的第二端与该电芯的负极电连接，该第一静电处理元件为导体元件。

在其中一个实施例中，该第一静电处理元件为导体元件或电容元件。

在其中一个实施例中，该第一静电处理元件为第一导体；

该第一导体的第一表面贴附于该外壳，该第一导体的第二表面与该电芯的负极电连接，该第二表面与该第一表面形成夹角。

在其中一个实施例中，该第一静电处理元件为第一电容；

该第一电容贴附于电池外壳，该第一电容与该电芯的负极电连接。

在其中一个实施例中，该电子设备的静电防护结构还包括第二静电处理元件，该第二静电处理元件的第一端与该主板的接地端连接，该第二静电处理元件为导电元件。

在其中一个实施例中，该第二静电处理元件为导体元件或电容元件。

在其中一个实施例中，该电子设备的静电防护结构还包括第二电容，该第二电容的一端与该电芯的负极连接，另一端与该主板的接地端连接。

在其中一个实施例中，该主板上设置有电池保护电路，该电池保护电路包括电池保护芯片、电阻和第三电容，该电池保护芯片的第一输入端用于通过该电阻与该电芯的正极连接，该电池保护芯片的芯片接地端用于与该电芯的负极直接连接，该第三电容串联于该电池保护芯片的第一输入端和芯片接地端之间，该电池保护芯片的第二输入端用于与地端连接。

第二方面，提供了一种电子设备，包括如上述第一方面任一所述的静电防护结构。

在其中一个实施例中，该电子设备为无线耳机或有线耳机。

上述电子设备的静电防护结构的第一静电处理元件为导电元件，当主板产生静电时，由于电芯与主板电连接，第一静电处理元件与电芯的负极电连接，因此主板产生的静电可以通过电芯的负极，然后经由第一静电处理元件进行泄放，避免该静电对主板造成损害。进一步的，由于第一静电处理元件位于电池上，不占用主板的面积，适用于便携式的电子设备。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为第一实施例的电子设备的静电防护结构；

图2为图1中电池的截面结构示意图；

图3为第二实施例的电子设备的静电防护结构；

图4为第三实施例的电子设备的静电防护结构。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

在实际应用中，为了防止静电释放对电子设备的主板造成不可逆的损害，一般在主板的电源端至少需要引入ESD侦测模块和ESD泄放模块，构成ESD防护电路。ESD侦测模块可以控制ESD泄放模块(MOS管)的导通或截止，ESD侦测模块在检测到ESD信号时，开启ESD泄放模块进行快速泄放ESD，在未检测到ESD信号时，电源端电路正常工作。

然而电源端的ESD防护电路占据主板面积大，增加了主板面积。而对于便携式电子产品，特别是真正无线立体声(TWS)蓝牙耳机产品都在往小型化的方向发展，产品的主板面积变得越来越小，通过在电源端设置ESD防护电路，不利于便携式电子产品往小型化的方向发展。

有鉴于此，本申请提供了一种电子设备的静电防护结构，该静电防护结构的第一静电处理元件为导电元件，当主板产生静电时，由于电芯与主板电连接，第一静电处理元件与电芯的负极电连接，因此主板产生的静电可以通过电芯的负极，然后经由第一静电处理元件进行泄放，避免该静电对主板造成损害。进一步的，相对于在电源端设置ESD防护电路，由于该静电防护结构的第一静电处理元件设置于电池上，不占用主板的面积，不影响便携式电子设备往小型化的方向发展，适用于便携式的电子设备。

下面，请参阅图1，其示出了本申请第一实施例提供的一种电子设备的静电防护结构。如图1所示，该电子设备的静电防护结构可以包括主板120和电池140。请参阅图2，其示出了本申请实施例提供的一种电池的截面结构示意图。如图2所示，该电池120可以包括外壳220、电芯240和第一静电处理元件260。电芯240可以包括电芯正极242和电芯负极244。第一静电处理元件260为导电元件。

具体的，电池的电芯240与主板120电连接。第一静电处理元件260的第一端与外壳220机械连接，第一静电处理元件260的第二端与电芯负极244电连接。可选的，主板上用于与电芯连接的端口支持USB热插拔供电和支持复用快速IO通讯，从而保证通信质量，主板正常工作。

应说明的，主板是电子设备硬件系统的核心，其主要功能是传输各种电子信号，也可以处理一些外围数据。可选的，主板可以为标准尺寸的主板(AT)、袖珍尺寸的主板(BabyAT)或一体化(All in one)主板等。可选的，主板可以为PCB主板。应说明的，本申请实施例不对主板的结构、存储器容量等做限定，只要主板的设计能够满足电子设备的正常工作的需求即可。

可选的，电池可以为可充电电池。可选的，电池可以为锂电池。应说明的，本申请实施例不对电池的类型等做限定。

请参考图3，其为本申请第二实施例提供的一种电子设备的静电防护结构，如图3所示，上述实施例提供的主板还可以包括电池保护电路300。可选的，电池保护电路可以为锂电池保护电路，用于防止锂电池的过度充放电，以保护锂电池。应说明的，在该实施例中电池为锂电池。

在本申请一个可选实施例中，如图3所示，该电池保护电路300可以包括电池保护芯片302、电阻304和第三电容306。具体的，电池保护芯片302的第一输入端通过电阻304与电芯正极242连接，电池保护芯片302的芯片接地端与电芯负极244连接。第三电容306串联于电池保护芯片302的第一输入端和芯片接地端之间，电池保护芯片302的第二输入端与地端连接。

在本申请一个可选实施例中，电池保护芯片为TCS9333B(SOT23)，电池保护芯片的第一输入端为芯片TCS9333B的VDD端，电池保护芯片的芯片接地端为芯片TCS9333B的GND端，电池保护芯片的第二输入端为芯片TCS9333B的VM端。电阻的阻值为1KΩ，第三电容的电容容量为104pF，电池为锂电池，电池电压的范围可以为3.4V-4.2V。上述实施例提供的电池保护电路可以根据预设导通电压检测来开关控制地是否导通。

应说明的，导电元件在没有外部电场变化时是稳定的，可以认为该导电元件为0电位，当外部电场发生变化时，如具有ESD信号时，可能是正电压，也可能是负电压，此时和导电元件会产生压差，从而吸纳静电，降低静电电压强度。应说明的，导电元件的面积越大，其吸纳能力越强。

本申请实施例提供的电子设备的静电防护结构的第一静电处理元件为导电元件，当主板产生静电时，由于电芯与主板电连接，第一静电处理元件与电芯负极电连接，因此主板产生的静电可以通过电芯的负极，然后经由第一静电处理元件进行泄放，避免该静电对主板造成损害。

进一步的，由于该静电防护结构的第一静电处理元件设置于电池上，不占用主板的面积，不影响便携式电子设备往小型化的方向发展，适用于便携式的电子设备。

同时，由于在电池外壳上增加第一静电处理元件，同时该第一静电处理元件与电芯负极连接，这样可以提升电池对静电的吸纳能力，可以进一步提升电子设备的静电防护结构对静电等交流信号的吸纳能力。

再者，由于增加了第一静电处理元件，增加了系统的地场，减少了接地阻抗，同时针对信号传输处理，可以降低接地的噪声(降低电磁干扰)，提升主板性能。

在本申请一个可选实施例中，第一静电处理元件可以为导体元件、电容元件或具有导电功能的新型元件中的一个或多个。应说明的，当选择多个元件作为第一静电处理元件时，多个元件应电连接，使多个元件均可以对主板产生的静电进行泄放。

可选的，第一静电处理元件为导体元件或电容元件。在本申请一个可选实施例中，第一静电处理元件为第一导体。可选的，第一导体可以为金属。可选的，金属可以为铝、铁、金、铜等。

请参阅图2，在本申请一个可选实施例中，第一导体的第一表面贴附于电池的外壳，第一导体的第二表面与电芯的负极电连接。具体的，第二表面与第一表面形成夹角，即第一导体为一弧状导体。上述实施例中第一导体的第一表面和第二表面形成夹角，方便第一导体与电池外壳以及电芯的负极连接。本申请实施例不对夹角大小做限定，只要能实现在第一导体的第一表面贴附于电池的外壳，第一导体的第二表面与电芯负极电连接即可。

可选的，第一导体的第一表面通过粘贴剂与电池的外壳黏贴。可选的，通过焊接的方式使第一导体的第一表面贴附于电池的外壳。

电芯与主板电连接，第一导体与电芯的负极电连接，当电子设备的主板产生静电时，该静电可以通过电芯负极，最终经导体进行泄放，避免该静电对主板造成损害，进一步的，由于第一导体贴附于电池外壳上，不占用主板的面积，适用于便携式的电子设备。

可选的，上述实施例的第一导体为片状导体。可选的，第一导体为铜箔。可选的，上述实施例提供的第一导体的第一表面的面积与电池外壳的面积相等，使第一导体面积最大化，以增加第一静电处理元件的吸纳能力，以更好吸纳静电。

在本申请一个可选实施例中，第一静电处理元件为第一电容。具体的，第一电容贴附于电池外壳，第一电容与电芯的负极电连接。可以理解，本申请不对第一电容的容量作限定，只要该第一电容可以对主板上产生的静电进行吸纳即可。

电芯与主板电连接，第一电容与电芯的负极电连接，当电子设备的主板产生静电时，该静电可以通过电芯负极，最终经第一电容进行泄放，避免该静电对主板造成损害。进一步的，由于第一电容贴附于电池外壳上，不占用主板的面积，适用于便携式的电子设备。

在本申请一个可选实施例中，上述实施例提供的电子设备的静电防护结构还可以包括第二静电处理元件。具体的，第二静电处理元件的第一端与主板的接地端连接。具体的，第二静电处理元件为导电元件。

在本申请一个可选实施例中，第二静电处理元件可以为导体元件、电容元件或具有导电功能的新型元件中的一个或多个。应说明的，当选择多个元件作为第二静电处理元件时，多个元件应电连接，使多个元件均可以对主板产生的静电进行泄放。

可选的，第二静电处理元件为导体元件或电容元件。在本申请一个可选实施例中，第二静电处理元件为第一导体。可选的，第一导体可以为金属。可选的，金属可以为铝、铁、金、铜等。可选的，第二静电处理元件为铜箔。

在本申请一个可选实施例中，第二静电处理元件的第一端与主板的接地端连接，第二静电处理元件的第二端悬空。应说明的，第二静电处理元件第二端悬空指的是第二静电处理元件的第二端什么都不连接。

在本申请一个可选实施例中，第二静电处理元件为第一电容，第一电容与主板的接地端电连接。

上述实施例提供的电子设备的静电防护结构，第二静电处理元件的第一端与主板的接地端连接，可以直接对主板产生的静电直接进行泄放，增强了静电防护结构对静电的泄放效果。

同时，静电防护结构在两处增加了导电元件，增加了系统的地场，减少了接地阻抗，同时针对信号传输处理，降低了接地的噪声(降低电磁干扰)，提升主板性能。

在本申请一个可选实施例中，上述实施例提供的电子设备的静电防护结构还可以包括第二电容。具体的，第二电容的一端与电芯负极连接，第二电容的另一端与主板的接地端连接。

上述实施例提供的静电防护结构，通过在主板的接地端和电芯负极之间增加第二电容，可以导通交流电信号，减小主板的交流阻抗，同时利用电池作为吸纳平台，进而提升静电防护结构对静电等交流信号的吸纳能力。

可以理解，本申请不对上述实施例中的第二电容的容值作限定，只要第二电容能够实现对主板产生的静电进行泄放及导通交流电信号即可。可选的，第二电容的容值大于104pF。

请参考图4，其为本申请第三实施例提供的一种电子设备的静电防护结构，如图4所示，该电子设备的静电防护结构可以包括主板120、第二电容402、电池保护电路300、电池140、第一静电处理元件260、第二静电处理元件404。其中，电池140可以包括电芯正极242和电芯负极244。

具体的，电池保护电路300设置于主板120上，电池保护电路300的第一端与主板120的接地端连接，电池保护电路300的第二端与电芯负极244电连接，电芯正极242与主板120的电源正极输入端连接，第二电容402的一端与电芯负极244电连接，另一端与主板120的接地端电连接，第一静电处理元件260的第二端与电芯负极244电连接，第二静电处理元件404的第一端与主板120的接地端连接。应说明的，主板的电源正极输入端为用于与电芯正极连接，使电芯与主板电流导通，为主板供电。

对于主板、第二电容、电池保护电路、电池、第一静电处理元件和第二静电处理元件的描述详见上文实施例，在此不再赘述。

在本申请一个可选实施例中，上述实施例的第一静电处理元件的第一端与电池的外壳连接，第二静电处理元件的第二端悬空，第二电容的容值大于104pF,第一静电处理元件和第二静电处理元件均为铜箔，电池为锂电池，主板为锂电池保护电路主板，电池保护电路的第二端与主板的电源正极输入端支持USB热插拔供电和支持复用快速IO通讯。

上述实施例在主板的接地端与锂电池的电芯负极之间增加第二电容，可以减小锂电池保护电路主板的交流阻抗，同时利用锂电池本体作为吸纳平台，从而提升系统对静电等交流信号的吸纳能力。

其次，在锂电池外壳上增加第一静电处理元件(第一铜箔)，并连接到锂电池的电芯负极，从而提升锂电池的吸纳能力，可以更进一步提升系统对静电等交流信号的吸纳能力。

再者，增加第二静电处理元件(第二铜箔)连接到主板的接地端，从而更直接的吸纳静电。

同时，增加的两处铜箔，增加了电子系统的地场，减少了接地阻抗，同时针对信号传输处理，可以降低接地的噪声(降低电磁干扰)，提升锂电池保护电路主板性能。

在本申请一个可选实施例中，提供了一种电子设备，该电子设备可以包括上述任一实施例提供的静电防护结构。

可选的，电子设备为无线耳机或有线耳机。可选的，电子设备为无线耳机。可选的，无线耳机为蓝牙耳机、红外耳机、2.4G无线耳机中的一个。可选的，无线耳机为蓝牙耳机。可选的，蓝牙耳机为真正无线立体声(TWS)蓝牙耳机。应说明的，无线耳机和有线耳机还可以包括天线。

便携式的电子产品，特别是TWS蓝牙耳机的主板面积都很小，使得主板的地面积也变得非常小，因此大大削减了系统的静电防护能力，静电释放(ESD)造成主板的不可逆损坏。主板上设置有天线，而天线具有一定的面积，具有吸纳效应，变得非常容易受到静电的冲击。

本申请实施例提供的电子设备具有静电防护结构，静电防护结构的第一静电处理元件为导电元件，当主板产生静电时，由于电芯与主板电连接，第一静电处理元件与电芯的负极电连接，因此主板产生的静电可以通过电芯的负极，然后经由第一静电处理元件进行泄放，避免该静电对主板造成损害，也即可以避免该静电对天线造成损害。同时，由于第一静电处理元件位于电池上，不占用主板的面积，适用于便携式的电子设备。

在本申请一个可选实施例中，上述实施例提供的静电防护结构的第一静电处理元件为铜箔。第一静电处理元件结合天线结构形成辐射场，提升天线的辐射效率，提高了无线数据传输信号质量。

可选的，上述实施例提供的有线耳机或无线耳机还可以包括第二静电处理元件。可选的，第二静电处理元件为铜箔。对于第二静电处理元件的描述详见上文实施例，在此不再赘述。

上述实施例提供的有线耳机或无线耳机增加了两处铜箔，可以结合天线结构形成辐射场，提升天线的辐射效率，大大提高了无线数据传输信号质量。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电子设备的静电防护结构，其特征在于，包括：

主板；

电池，包括外壳、电芯和第一静电处理元件，其中所述电芯与所述主板电连接，所述第一静电处理元件的第一端与所述外壳机械连接，所述第一静电处理元件的第二端与所述电芯的负极电连接，所述第一静电处理元件为导电元件。

2.根据权利要求1所述的电子设备的静电防护结构，其特征在于，所述第一静电处理元件为导体元件或电容元件。

3.根据权利要求2所述的电子设备的静电防护结构，其特征在于，所述第一静电处理元件为第一导体；

所述第一导体的第一表面贴附于所述外壳，所述第一导体的第二表面与所述电芯的负极电连接，所述第二表面与所述第一表面形成夹角。

4.根据权利要求2所述的电子设备的静电防护结构，其特征在于，所述第一静电处理元件为第一电容；

所述第一电容贴附于电池外壳，所述第一电容与所述电芯的负极电连接。

5.根据权利要求1所述的电子设备的静电防护结构，其特征在于，还包括第二静电处理元件，所述第二静电处理元件的第一端与所述主板的接地端连接，所述第二静电处理元件为导电元件。

6.根据权利要求5所述的电子设备的静电防护结构，其特征在于，所述第二静电处理元件为导体元件或电容元件。

7.根据权利要求1所述的电子设备的静电防护结构，其特征在于，还包括第二电容，一端与所述电芯的负极连接，另一端与所述主板的接地端连接。

8.根据权利要求1所述的电子设备的静电防护结构，其特征在于，所述主板上设置有电池保护电路，所述电池保护电路包括电池保护芯片、电阻和第三电容，所述电池保护芯片的第一输入端用于通过所述电阻与所述电芯的正极连接，所述电池保护芯片的芯片接地端用于与所述电芯的负极直接连接，所述第三电容串联于所述电池保护芯片的第一输入端和芯片接地端之间,所述电池保护芯片的第二输入端用于与地端连接。

9.一种电子设备，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的静电防护结构。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为无线耳机或有线耳机。

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