CN2899228Y - 电子产品接口处的抗静电放电保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于电子产品接口处的抗静电放电保护电路。该电路包括一电阻和一控制模块，该控制模块包括一电压比较器，以及分别与电压比较器的两输出信号相连的第一及第二传输门，该电压比较器的一输入端、该第一及第二传输门的输入端都与所述电阻直接连接，该电压比较器的另一输入端至少与第一及第二传输门之一的输出信号相连，且第一传输门的输出端与系统中控制接口电路的芯片相连。当接口存在较大的ESD电流时，电压比较器的输入端电压差会大于一预定值，则其输出一控制信号给与一高阻值电阻或地相连的传输门使其导通，于是ESD电流会流经该高阻值电阻以得到衰减，或者传输导地，从而不会影响到系统中控制接口电路的芯片。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种抗静电放电的保护电路，尤其是指一种针对电子类产品接口处静电放电而设计的保护电路。
【背景技术】
静电是一种常见的带电现象，如果带静电荷的物体与周围绝缘，当静电荷逐渐积蓄，或带电体电容量减少时，都可形成高电位。在高电位情况下，静电放电(ESD)可以引起火花。
以电脑为例，产生静电的原因比如由于显示器工作时其内部的高压会因为法拉利容器的原理在显示屏的表面产生一定的电荷，如果周围环境比较干燥，电荷无法泄放，长时间积累就会形成电压较高的正电荷。另外，开关电源向周围幅射大量的高频电磁波，如果周围存在金属物体时，这些携带能量的电磁波就会被金属物体吸收，其中的一部分能够会转化为热量，另一部分会转化为电荷在金属表面积累起来，如果金属物体没有接地或接地不良时，这部分电荷会随着时间的积累而增加。如果有合适的条件时就会对外放电。如果防静电的处理不利，静电可能会造成计算机芯片的永久性损坏。
目前国际通用的电子信息类(ITE类)产品的静电测试标准为：接触放电在正负4000v之间，空气放电在正负8000v之间。这就对电子设备，由其是其外露接口(如USB接口和IEEE1394接口等)处的抗静电能力做出强制性要求。而现有的抗静电放电电路大多比较复杂，不适于在接口处使用。另外，从现行做法来看，在电子设备制造时，接口处并不设置抗静电放电的防护电路，而只有当测试过程中发现静电放电不符合国际标准时，才需要对该设备进行抗静电防护处理，比如增加一保护电路。故，电子设备接口处的抗静电防护电路不宜结构复杂。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于提供一种电子产品接口处的抗静电放电的保护电路，该电路利用原本不具备抗静电放电能力的普通电阻，配合一电压控制模块，来实现抗静电放电的功能，电路结构简单，适于测试时使用。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：本实用新型抗静电放电保护电路包括一电阻和一控制模块，该控制模块包括一电压比较器，以及分别与电压比较器的两输出信号相连的第一及第二传输门，该电压比较器的一输入端、该第一及第二传输门的输入端都与所述电阻直接连接，该电压比较器的另一输入端至少与第一及第二传输门之一的输出信号相连，且第一传输门的输出端与系统中控制接口电路的芯片相连。
当接口处存在较大的ESD电流时，电压比较器的两输入端的电压差会大于一预先设定的值，则其会输出一控制信号给与一高阻值电阻或地相连的传输门以使其导通，此时另一传输门关闭，于是ESD电流会流经该高阻值电阻以得到衰减，或者传输导地，从而不会影响到系统中控制接口电路的芯片。反之，当接口处的ESD电流符合国际标准时，电压比较器的两输入端的电压差会低于预先设定的值，则其输出一控制信号给不与高阻值电阻或地相连的传输门以使其导通，此时另一传输门关闭，于是系统中控制接口电路的芯片发出的信号会直接传送至接口，不影响接口电路的正常工作。
与现有技术相比，本实用新型抗静电放电保护电路在正常条件下不影响信号品质，而在ESD环境下则能够起到抗静电放电的作用，且只利用简单的电阻和传输们等电路元件，电路结构十分简单，具有很强的普适性。
【附图说明】
图1为本实用新型第一实施例的电路图；以及
图2为本实用新型第二实施例的电路图。
【具体实施方式】
请参见图1所示，根据本实用新型的第一实施例，抗静电放电保护电路1包括一电阻R以及一控制模块10。该控制模块10进一步包括一电压比较器11、第一传输门12、第二传输门13，以及一电阻Rm。其中，电阻R为一普通的低阻止电阻，电阻Rm为一高阻止电阻，用于衰减ESD电流，在本实施例中，电阻Rm的阻值在1兆伏以上。在该电路中，电阻R一端接受DSD电流的输入，另一端分别与电压比较器11和两传输门12、13相连接。电压比较器11具有两输入端与两输出端，该两输入端分别与电阻R和第一传输门12的输出相连，该两输出端分别连接至第一传输门12与第二传输门13，其输出的信号用于控制两传输门12与13是否导通。第一及第二传输门12与13在电压比较器11的信号控制下，选择是否将经由电阻R而输入其中的ESD电流传递出去。其中，第一传输门12的输出端与控制接口的系统芯片IC相连接，第二传输门13的输出端经由电阻Rm与控制接口的系统芯片IC相连接。
当接口处存在较大的ESD电流时，电压比较器11的两输入端的电压差会大于一预先设定的值(通常设为16v或20v)，则其会输出一例如高电平的信号给第二传输门13以使其导通，此时第一传输门12关闭，于是ESD电流会流经阻止很高的电阻Rm以得到衰减，从而ESD电流不会影响到系统芯片IC。反之，当接口处的ESD电流符合国际标准时，电压比较器11的两输入端的电压差会低于预先设定的值，则其输出一例如高电平的信号给第一传输门12以使其导通，此时第二传输门13关闭，于是系统芯片IC发出的信号会直接传送至接口，不影响接口电路的正常工作。
请参见图2示，根据本实用新型的第二实施例，抗静电放电保护电路1’包括一低阻止的普通电阻R以及一控制模块10’。该控制模块10进一步包括一电压比较器11’、第一传输门12’以及第二传输门13’。在该电路中，电阻R一端接受DSD电流的输入，另一端分别与电压比较器11和两传输门12’、13’相连接。电压比较器11’具有两输入端与两输出端，该两输入端分别与电阻R和第二传输门13’的输出相连，该两输出端分别连接至第一传输门12’与第二传输门13’，其输出的信号用于控制两传输门12’与13’是否导通。第一及第二传输门12’与13’在电压比较器11的信号控制下，选择是否将经由电阻R而输入其中的ESD电流传递出去。其中，第一传输门12’的输出端与控制接口的系统芯片IC相连接，第二传输门13’的输出端接地。
第二实施例的工作过程与第一实施例类似。当接口处存在较大的ESD电流时，电压比较器11’的两输入端的电压差会大于一预先设定的值(通常设为16v或20v)，则其会输出一例如低电平的信号给第二传输门13’以使其导通，此时第一传输门12关闭，于是ESD电流会被导地，从而不会影响到系统芯片IC。反之，当接口处的ESD电流符合国际标准时，电压比较器11的两输入端的电压差会低于预先设定的值，则其输出一例如低电平的信号给第一传输门12’以使其导通，此时第二传输门13’关闭，于是系统芯片IC发出的信号会直接传送至接口，不影响接口电路的正常工作。
在上述较佳实施例中，电压比较器11、第一传输门12(12’)、第二传输门13(13’)的响应时间都低于1ns。
与现有技术相比，本实用新型抗静电放电保护电路在正常条件下不影响信号品质，而在ESD环境下则能够起到抗静电放电的作用，且只利用简单的电阻和传输们等电路元件，电路结构十分简单，具有很强的普适性。
Claims (9)
1.一种抗静电放电保护电路，其特征在于：该电路包括一电阻和一控制模块，该控制模块包括一电压比较器，以及分别与电压比较器的两输出信号相连的第一及第二传输门，该电压比较器的一输入端、第一及第二传输门的输入端都与所述电阻直接连接，该电压比较器的另一输入端至少与第一及第二传输门之一的输出信号相连，且两传输门中至少有一个的输出端与系统中控制接口电路的芯片相连。
2.如权利要求1所述的抗静电放电保护电路，其特征在于：所述电压比较器的另一输入端与第一传输门的输出端相连。
3.如权利要求2所述的抗静电放电保护电路，其特征在于：所述控制模块还包括一阻值高于一兆伏的高阻值电阻，其一端与第二传输门的输出端相连。
4.如权利要求3所述的抗静电放电保护电路，其特征在于：所述高阻值电阻的另一端与系统中控制接口电路的芯片相连。
5.如权利要求4所述的抗静电放电保护电路，其特征在于：所述第一传输门的输出端与系统中控制接口电路的芯片相连。
6.如权利要求1所述的抗静电放电保护电路，其特征在于：所述电压比较器的另一输入端与第二传输门的输出端相连。
7.如权利要求6所述的抗静电放电保护电路，其特征在于：所述第二传输门的输出端接地。
8.如权利要求7所述的抗静电放电保护电路，其特征在于：所述第一传输门的输出端与系统中控制接口电路的芯片相连。
9.如权利要求1所述的抗静电放电保护电路，其特征在于：所述第一传输门的输出端与系统中控制接口电路的芯片相连。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101964518A (zh) * | 2009-07-23 | 2011-02-02 | 天钰科技股份有限公司 | 静电保护装置 |
| CN103891254A (zh) * | 2011-10-21 | 2014-06-25 | 飞思卡尔半导体公司 | 集成电路器件、控域网驱动模块及其方法 |
| CN106802360A (zh) * | 2016-12-23 | 2017-06-06 | 长沙景美集成电路设计有限公司 | 一种射频esd检测电路 |
| CN111327734A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-06-23 | 维沃移动通信有限公司 | 电子设备及数据传输控制方法 |
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