CN2671235Y - 一种防静电保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防静电保护装置，包括射频收发电路、射频天线接口、静电导通装置；其中，所述静电导通装置用于当从所述射频天线接口进入的静电干扰信号达到预定值后使其与地导通；所述静电导通装置包括双向高速开关二极管，所述双向高速开关二极管的一端连接到所述射频天线接口，所述射频收发电路与所述射频天线接口相连接；所述双向高速开关二极管的另一端接地。利用本实用新型可以提高射频电路的抗静电能力，提高工作信号的质量，降低静电干扰信号对工作信号的影响，提高系统的可靠性。

Description

一种防静电保护装置

技术领域

本实用新型涉及电子领域中的射频电路技术，尤指应用于射频电路端口的一种防静电保护装置。

背景技术

静电放电现象是日常生活中最常见到的物理现象，但静电放电会给电子线路带来极大的危害，尤其是对于射频(RF)电路，因为射频电路大多数采用MOS工艺，防静电能力非常低，防静电能力一般的射频电路其抗静电能力只能达到200V～300V，防静电能力稍好的射频电路其抗静电能力也只能达到1000V的。而在含有射频电路的产品生产、安装、维护等实际操作过程中，可能产生的静电电压可以达到几千伏甚至上万伏，这么高的静电电压非常容易造成射频电路失效。因此，在含有射频电路产品的设计中，射频电路的静电保护设计尤其是射频天线端口的静电放电(ESD)防护，已经成为提高产品可靠性的一个重要环节。因此，射频天线端口的ESD防护设计成为射频设计的一个重要发展方向。

现有技术中对射频天线端口的ESD防护设计通常是通过电容实现的。这种技术方案的电路连接非常简单，因此应用比较广泛。该技术方案如图1所示，电容的一端通过印刷电路板(PCB)线路并联在射频收发电路与射频天线接口之间，电容的另外一端进行接地处理。

并联电容的ESD防护技术方案存在以下不足：1、并联的电容容量不能太大，否则会影响实际的工作信号的质量，引起波形畸变，导致功率大幅下降；

2、电容的耐压能力比较低，当静电干扰电压比较高时，电容容易出现失效；

3、因为电容的容量不能太大，所以电容的高频特性比较差。因此电容只适用于功率比较小、灵敏度要求比较低、静电电压环境比较好(静电电压比较低)以及工作频率比较低的情况。

技术内容

本实用新型目的是提供一种防静电保护装置，以解决现有技术中因采用电容防静电而带来的耐压能力低、高频特性差的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供如下的技术方案：

一种防静电保护装置，包括射频收发电路、射频天线接口、静电导通装置，其中，所述静电导通装置包括双向高速开关二极管，所述双向高速开关二极管的一端连接到所述射频天线接口，所述射频收发电路与所述射频天线接口相连接；所述双向高速开关二极管的另一端接地。

优选的，所述双向高速开关二极管的一端连接在印刷电路板(PCB)上靠近所述射频天线接口的金属片上，该金属片通过PCB上的金属条连接到所述射频收发电路。

优选的，所述静电导通装置还包括电感，所述电感与所述双向高速开关二极管并联连接。

可选的，所述电感值满足1/C*(2πf)*(2πf)，其中，C是指所述双向高速开关二极管的结电容，所述结电容的电容值为1.5pF左右。

优选的，当所述射频收发电路的工作频率为1900MHz时，所述电感值为8nH至12nH。

可选的，当所述射频收发电路的工作频率为800∽900MHz时，所述电感值为18nH至25nH。

通过本实用新型，利用双向高速开关二极管的高速吸收特性以及低结电容特性，并利用双向高速开关二极管与电感构成的LC滤波和吸收网络，将射频电路端口的抗静电能力从一般的几百伏到一千伏提高到8kV，克服了电容静电防护对工作信号影响大、防护效果差等缺点，实现了非常高的双向静电防护等级(8kV)；而且通过LC选频滤波提高了有用的工作信号的质量，降低了静电防护器件对有用的工作信号的影响，提高了系统的可靠性；同时可以将防静电保护装置应用到工作频率(800MHz、1900MHz)非常高的射频电路中，而此时对工作信号的影响又非常小，并且通过扩展，还可以将工作频率提高到2.4GHz。

附图说明

图1是现有技术的射频电路端口的防静电保护装置示意图。

图2是本实用新型的射频电路端口的防静电保护装置示意图。

图3是本实用新型的射频电路端口的防静电保护装置实施例一的电路连接图。

图4是本实用新型的射频电路端口的防静电保护装置实施例二的电路连接图。

具体实施方式

为了使本实用新型所属技术领域的技术人员更清楚的了解本实用新型，现结合附图详细说明。

图2是本实用新型的射频电路端口的防静电保护装置示意图。根据图2，射频电路端口的防静电保护装置包括射频收发电路、射频天线接口、静电导通装置

其中，射频收发电路与射频天线接口通过印刷电路板上的金属条相连接，静电导通装置的一端通过印刷电路板连接在射频收发电路和射频天线接口之间，静电导通装置的另外一端接地。当从射频天线接口进入的静电干扰信号达到一定值后，静电导通装置导通，静电干扰信号与地接通。

图3是本实用新型的射频电路端口的防静电保护装置实施例一的电路连接图。根据图3，射频电路端口的防静电保护装置中静电导通装置为一个双向高速开关二极管6，其结电容为1.5PF左右，响应时间大约为500PS。双向高速开关二极管6的一端连接在印刷电路板(PCB)上靠近射频天线接口的金属片上，该金属片通过PCB上的金属条连接到射频收发电路上。双向高速开关二极管6的另外一端与地相接。当从射频天线接口进来的静电干扰信号进入系统电路后，经过双向高速开关二极管6的快速钳压，将静电干扰信号的大部分能量吸收掉，到后级的工作电路中的工作信号携带的静电干扰信号基本上都被双向高速开关二极管6吸收，仅仅剩下十几伏的残余静电电压，这些残余静电电压不会对电路元器件造成损坏。因此，通过在射频电路中并联双向高速开关二极管6，即可实现对射频电路的静电保护。

图4是本实用新型的射频电路端口的防静电保护装置实施例二的电路连接图。根据图4，射频电路端口的防静电保护装置中静电导通装置由一个双向高速开关二极管6和一个电感7并联组成，双向高速开关二极管6和电感7的一端均通过印刷电路板4上的金属条连接在射频收发电路1与射频天线接口2之间，双向高速开关二极管6和电感7的另外一端均与地相接。电感7的电感值应依据射频电路的工作频率进行选用，射频电路的工作频率不同，其选择的电感值也不同，但电感值应等于1/C*(2πf)*(2πf)，其中，C是指双向高速开关二极管6的结电容，结电容的电容值为1.5pF左右，其响应时间大约为500ps。

通过实际测试，当电感7的电感值为8nH至12nH时，适用于工作频率为1900MHz的射频电路系统；当电感7的电感值为18nH至25nH时，适用于工作频率为800MHz～900MHz的射频电路系统。实际测试结果表明，采用实施例2的射频电路，当给射频天线接口施加1000V的静电干扰信号后，后级电路的残余静电电压仅为16V；当给射频天线接口施加的静电干扰信号电压增加到8kV后，后级电路没有出现损坏，依然工作正常。当从射频天线接口来的静电干扰信号进入系统电路以后，首先经过高速开关二极管6的快速钳压，将静电干扰信号的大部分能量吸收，同时静电干扰信号引起的宽频带干扰通过电感7和双向高速开关二极管6的结电容形成的LC滤波电路进行滤波后，到后级的工作电路中就是一个频谱特性比较好的工作信号，而且工作信号中携带的静电干扰信号基本上被双向高速开关二极管6吸收掉了，后级十几伏的残余电压不会对电路元器件造成损坏。另外由于电感7和双向高速开关二极管6的结电容形成的LC滤波电路本身具有选频滤波作用，因此，LC滤波电路对接收的信号进行选频滤波可以大大地减少静电干扰信号对射频电路中工作信号的影响，并有利于信号的滤波。同时，采用双向高速开关二极管6时应选择结电容比较低的元器件，可以提高射频电路应用的工作频率；而且，由于LC滤波电路选用的元器件的参数非常小，因此对射频信号的衰减和其他影响也非常小。

虽然通过实施例描绘了本实用新型，本领域普通技术人员知道，本实用新型有许多变形和变化而不脱离本实用新型的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本实用新型的精神。

Claims (6)

1、一种防静电保护装置，包括射频收发电路、射频天线接口、静电导通装置，其特征在于：所述静电导通装置包括双向高速开关二极管，所述双向高速开关二极管的一端连接到所述射频天线接口，所述射频收发电路与所述射频天线接口相连接；所述双向高速开关二极管的另一端接地。

2、如权利要求1所述的一种防静电保护装置，其特征在于，所述双向高速开关二极管的一端连接在印刷电路板(PCB)上靠近所述射频天线接口的金属片上，该金属片通过PCB上的金属条连接到所述射频收发电路。

3、如权利要求2所述的一种防静电保护装置，其特征在于，所述静电导通装置还包括电感，所述电感与所述双向高速开关二极管并联连接。

4、如权利要求3所述的一种防静电保护装置，其特征在于，所述电感值满足1/C*(2πf)*(2πf)，其中，C是指所述双向高速开关二极管的结电容，所述结电容的电容值为1.5pF左右。

5、如权利要求4所述的一种防静电保护装置，其特征在于，当所述射频收发电路的工作频率为1900MHz时，所述电感值为8nH至12nH。

6、如权利要求4所述的一种防静电保护装置，其特征在于，当所述射频收发电路的工作频率为800∽900MHz时，所述电感值为18nH至25nH。

Images