TW201907778A - 電子裝置 - Google Patents

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Abstract

提供一種電子裝置，可在不影響電磁干擾測試及靜電放電測試的情形下，降低其外殼的導電部分之漏電。前述電子裝置包括一外殼，至少具有一導電部分；一系統接地；一部份接地，與該系統接地係相互獨立而設置，並且電性耦接該外殼之該導電部分；以及，一耦合/隔絕裝置，連接該系統接地與該部分接地。

Description

電子裝置
本發明係有關於電磁干擾及靜電放電之防護，特別是有關於可在不影響電磁干擾測試及靜電放電測試的情形下，降低傳導至外殼的導電部分之漏電的電子裝置。
電子產品在上市前必須通過強制之電磁干擾(EMI)測試，才可獲得市售許可。其中電磁干擾測試包括傳導性輻射之測試，而傳導性輻射主要為電子裝置內部切換性元件進行高速電流切換時所產生的共模雜訊與差模雜訊。該共模雜訊與差模雜訊會經由傳導的方式進入市電網路，而法規規定進入市電網路之共模雜訊與差模雜訊不可超過一既定量。為了降低共模雜訊與差模雜訊經由電子裝置的交流電源線進入市電電源網路，電子裝置的電源端在進入市電電源網路之前通常必須加上電源濾波器(Line Filter)以濾除該電子裝置產生之共模雜訊與差模雜訊。
此外，電子產品同時必須通過靜電放電(ESD)測試才可獲得市售許可。如該電子裝置(產品)外殼具有例如金屬構件之導電部分，則該外殼的導電部分必須連接至該電子裝置的系統接地，否則可能無法通過靜電放電測試。
為了同時通過電磁干擾測試和靜電放電測試，電子 裝置會設置電源濾波器、並且將電子裝置的系統接地G與外殼的導電部分(金屬件)連接。但是，電源濾波器通常是利用電容器將出現在火線L和零線N的共模雜訊導引至電子裝置之系統接地G以抑制共模雜訊，因此在L-G和N-G會有漏電流之可能性；因此，當電子裝置的接地與外殼的導電部分(金屬件)連接時，一旦發生漏電，使用者在碰觸電子裝置外殼的金屬構件時，可能會感受到漏電，甚至有觸電的風險。
有鑑於此，本發明提供一種電子裝置，可在不影響電磁干擾測試及靜電放電測試的情形下，降低其外殼的導電部分之漏電。
本發明之電子裝置包括一外殼，至少具有一導電部分；一系統接地；一部份接地，與該系統接地係相互獨立而設置，並且電性耦接該外殼之該導電部分；以及，一耦合/隔絕裝置，連接該系統接地與該部分接地。其中，該耦合/隔絕裝置包括電容器、瞬態電壓抑制元件、或前述者之組合。又，該瞬態電壓抑制元件可為瞬態電壓抑制二極體。
另外，本發明的電子裝置更包括一連接構件，用以電性連接該部分接地和該外殼的該導電部分。其中，該連接構件為金屬彈片或導電泡棉。
又，本發明的電子裝置更包括一印刷電路板；該系統接地與該部分接地均設置於該印刷電路板。其中，該部份接地的面積小於該系統接地的面積。
100‧‧‧電子裝置
110‧‧‧外殼
110a‧‧‧導電部分
112‧‧‧電源濾波器
114‧‧‧主要電路部
116‧‧‧系統接地
117‧‧‧連接構件
118‧‧‧耦合/隔絕裝置
119‧‧‧部分接地
204‧‧‧電容器
206‧‧‧電容器
208‧‧‧瞬態電壓抑制二極體
302‧‧‧第一Y電容器
303‧‧‧第二Y電容器
304‧‧‧第一X電容器
305‧‧‧第二X電容器
L‧‧‧火線
N‧‧‧零線
G‧‧‧系統接地
第1圖係為依據本發明實施例之一電子裝置之電路方塊示意圖。
第2A圖與第2B圖係分別為依據本發明實施例之耦合/隔絕裝置之電路圖。
第3圖係為依據本發明實施例之一電源濾波裝置之電路圖。
第1圖顯示依據本發明實施例之電子裝置的電路方塊示意圖。電子裝置100包括一外殼110，一電源濾波器112，一主要電路部114，一系統接地116，一連接構件117、一耦合/隔絕裝置118，以及一部分接地119。
該外殼110至少具有一導電部分110a，例如為金屬構件。該主要電路部114在由電池裝置(未圖示)供電、或是透過該電源濾波器112連接至市電電源網路(未圖示)而被供電時，可進行該電子裝置100的對應功能運作。該電源濾波器112主要用於電磁干擾之防護，特別用於防護傳導性輻射之電磁干擾。在此，電源濾波器112，用以將電子裝置100的主電路部分114所產生的共模雜訊和差模雜訊導引到該系統接地116。
該系統接地116，用以提供該主要電路部114的電壓位準之參考基準。該部分接地119與該系統接地116係相互獨立而設置。該耦合/隔絕裝置118用以連接該系統接地116與該部分接地119。值得注意的是，該系統接地116與該部分接地119除了透過該耦合/隔絕裝置118連接之外，並無透過其他元件或構件使兩者電性連接。此外，該部分接地119更透過該連接構件117而 電性連接該外殼110之該導電部分110a。在此實施例中，連接構件117例如可以為金屬彈片或導電泡棉等。
該耦合/隔絕裝置118可由不同之電子元件所組成，例如，可以是電容器、瞬態電壓抑制元件(TVS；transient voltage suppressor)、複數電容器連接之電路、或是瞬態電壓抑制元件與電容器所組成之並聯等。其中瞬態電壓抑制元件可為瞬態電壓抑制二極體或其他可抑制靜電產生之瞬時過高電壓之等效元件。瞬態電壓抑制元件為可使電子裝置100符合更嚴苛的靜電要求。在本實例中，耦合/隔絕裝置118可以是第2A圖所示電容器204、或是第2B圖所示由電容器206並聯瞬態電壓抑制二極體208所構成。
參照第1圖，當電子裝置100進行靜電放電測試時，靜電放電電流IESD從外殼110的導電部分110a通過連接構件117、部分接地119、耦合/隔絕裝置118而到達系統接地116。因此，電子裝置100可以通過靜電放電測試。另一方面，當電子裝置100進行電磁干擾測試特別是傳導性輻射之電磁干擾測試時，藉由電源濾波器112之作用，該主要電路部114產生的共模雜訊和差模訊會被導引至該系統接地116；因此可確保通過電磁干擾測試。
第3圖顯示電子裝置100之電源濾波器112的電路圖。電子裝置100的電源濾波器112係透過火線L和零線N而連接市電(電源網路)。如第3圖所示，電源濾波器112包括第一Y電容器302，連接火線L和電子裝置100的系統接地G(116)；第二Y電容器303，連接火零線N和系統接地G(116)；第一和第二X電容器304、305連接該火線L和零線N。電源濾波器112利用第一和第二Y電容302、304將共模雜訊電流(IEMI)導引至系統接地G(116)，並且利用第一和第二X電容器304、305消除差模雜訊。
值得注意的是，由於電源濾波器112第一Y電容302係連接火線-系統接地(L-G)，第二Y電容303係連接零線-系統接地(N-G)；因此，L-G和N-G可能會有漏電流IL產生而從系統接地G(116)、透過耦合/隔絕裝置118、部分接地119、連接構件117而到達外殼110的導電部分110a；但是即便如此，由於本發明在系統接地116和部分接地119之間連接有例如是第2B圖(電容器206並聯瞬態電壓抑制二極體208)所示之耦合/隔絕裝置118，所以漏電流IL會被耦合/隔絕裝置的阻抗所消耗並且抑制，因此可大幅降低漏電流IL到達外殼110的導電部分110a，甚至完全隔絕漏電流IL。
下列表格為本發明實施例之電子裝置與傳統電子裝置一和二之測試結果比較表。在此，本發明的電子裝置具有如第1圖所示的架構，例如以39pf的電容器作為耦合/隔絕裝置118，以金屬彈片作為連接構件117。相較於本發明的電子裝置，傳統電子裝置一，無金屬彈片、電容器及部分接地之配置；傳統電子裝置二，無電容器及部分接地之配置，但是有金屬彈片連接系統接地與外殼的導電部分。由下表的實驗結果可知，傳統電子裝置一，雖然可通過漏電流測試(例如，漏電流小於0.3mA)，但卻無法將靜電放電電流導引至系統接地而無法通過靜電放電測試。傳統電子裝置二，可透過金屬彈片將靜電放電電流導引至系統接地而通過靜電放電測試，但是無法通過漏電流測試(例如，漏電流大於1mA)。本發明的電子裝置，可透過金屬彈片、部分接地、電容器將靜電放電電流導引至系統接地而通過靜電放電測試，並且由電容器提供的阻抗消耗/抑制漏電流而通過漏電流測試(例如，漏電流小於0.3mA)。
綜上所述，本發明所提供的電子裝置100，可在不影響電磁干擾測試及靜電放電測試的情形下，達成降低其外殼的導電部分之漏電流，減少使用者觸電的風險。
本發明電子裝置之一實施例中，一電子裝置之外殼可具有複數個外殼導電部分、該電子裝置也可包括複數個部分接地、複數個耦合/隔絕裝置與一系統接地。其中每一該等外殼導電部分可分別電性連接至該等部分接地中之一。每一該等部分接地可分別透過至該等濾波裝置中之一電性連接至該系統接地。
本發明電子裝置之一實施例中，一電子裝置可包括一印刷電路板，其中系統接地與部分接地可設置於該印刷電路板。且該系統接地之面積大於該部分接地之面積，以減少該部分接地佔據該印刷電路板的面積。
本發明電子裝置之電源濾波器可位於該電子裝置內部，或以外接形式電性連接至該電子裝置，例如可設置於該電子裝置之外接電源配接器或變壓器內。
本發明之電子裝置包括：伺服器電腦，個人電腦，手提電腦或任何外殼具有導電部分之電子裝置，但並非限定於此。
本說明之規範與圖例應為舉例教示而非限制作用。但其應足為教示習知技藝者在不脫離本發明及後附之申請專利範圍之精神與範圍內，當可做些許的更動與潤飾。

Claims (8)

  1. 一種電子裝置，包括：一外殼，至少具有一導電部分；一系統接地；一部份接地，與該系統接地係相互獨立而設置，並且電性耦接該外殼之該導電部分；以及一耦合/隔絕裝置，連接該系統接地與該部分接地。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該耦合/隔絕裝置包括電容器、瞬態電壓抑制元件、或前述者之組合。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電子裝置，其中該瞬態電壓抑制元件為瞬態電壓抑制二極體。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，更包括一連接構件，用以電性連接該部分接地和該外殼的該導電部分。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電子裝置，其中，該連接構件為金屬彈片或導電泡棉。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，更包括一印刷電路板；該系統接地與該部分接地均設置於該印刷電路板。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電子裝置，其中該部份接地的面積小於該系統接地的面積。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，更包括：用以連接市電的一火線和一零線；一第一Y電容器，連接該火線和該系統接地；以及一第二Y電容器，連接該零線和該系統接地。
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