強弱電共存時減小強電場影響的電路的制作方法
【專利摘要】在強電與弱電并存的電路中，比如在利用電力線進(jìn)行通信的模塊中，強電帶來的強電場會對弱電電路的運行產(chǎn)生干擾，也會感應(yīng)出靜電導(dǎo)致器件損壞。本發(fā)明提出了一種防護電路，可以在很大程度上減小強電場對弱電電路的影響。這種防護電路僅需少量電路和簡單的PCB布局就可完成，是一種性價比比較高的方案。
【專利說明】強弱電共存時減小強電場影響的電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及強弱電同時存在于一套電路中時，減小強電電場對弱電電路的影響。

【背景技術(shù)】
[0002]對靜電和靜電場的不良影響，主要有兩類處理方式:一是在已經(jīng)產(chǎn)生靜電的情況下，考慮如何將其泄放掉；二是預(yù)防式的，防止靜電產(chǎn)生及減小靜電場對電路的影響。本發(fā)明著眼于第二種。
[0003]電路中常會有強電、弱電同時存在的情況。比如在電力線通信中，弱電電路完成信號的處理，信號的收發(fā)要通過耦合器接到市電或常規(guī)動力電線路上；這些電路通常都做在一塊板子上。相對于弱電電路而言，這些強電是緩變、高壓的，這會造成近似于靜電場的效應(yīng)，對弱電電路的危害主要是:(I)電荷積累而放電，燒毀器件；(2)對信號電平有影響，造成電路誤動作。尤其當(dāng)強電中帶有脈沖和浪涌時，尤其會加大上述危害。
[0004]目前業(yè)內(nèi)主要是用法拉第籠來消除靜電場的影響——將被保護電路用金屬殼或金屬籠包圍起來。這樣可以起到較好的效果。其不利之處是:(1)需要足夠的空間來安裝；
(2)安裝時操作復(fù)雜，要求高；(3)成本顯著增加。這在很多應(yīng)用場景中，比如嵌入式、小型化、低成本的設(shè)備中，常常是行不通的。
[0005]此外，還有一些補救的措施是:(1)增大強弱電之間的距離，這樣作用有限，因為整個電路板面積都不允許太大；(2)弱電區(qū)采用大面積鋪銅的地，這樣會緩解外電場對信號電平的影響，但依然存在電荷積累，并且當(dāng)外電場變化時會在地中弓I起額外的電流——尤其是強電帶有脈沖時會引起瞬時的大的電流變化；(3)接大地，在很多系統(tǒng)中常常沒有留出這樣的通路可用。
[0006]以上所述法拉第籠的方式和另外的一些補救措施，可以看成是兩大類技術(shù)方案。本發(fā)明力求能夠擁有這兩類方案的優(yōu)點——既有較好的屏蔽效果，又簡單易行、成本低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于目前電路中大多數(shù)元件高度不大，這種電路可以近似看成位于一個平面上，那么可以在電路平面上造出近似的屏蔽效應(yīng)。本發(fā)明在弱電電路外圍設(shè)置導(dǎo)電區(qū)，它們在外來強電場作用下出現(xiàn)感應(yīng)電場。在弱電電路區(qū)，感應(yīng)電場抵消了大部分外來電場，使弱電電路區(qū)受到外電場的影響大大減小。導(dǎo)電區(qū)及其相互連接僅占用較小的面積就可實現(xiàn)，相應(yīng)的電路也很簡單，所以容易實現(xiàn)，成本低，又能達(dá)到近似屏蔽的效果。
[0008]本發(fā)明通過如下措施達(dá)到:
如圖1所示，在同時存在強電和弱點的電路中，把原來電路分為強電電路區(qū)、弱電電路區(qū)；本發(fā)明加入的電路是，介于強電電路區(qū)和弱電電路區(qū)之間的一塊導(dǎo)電區(qū)A，以及與該導(dǎo)電區(qū)相對應(yīng)的位于弱電電路區(qū)另外一側(cè)的另一塊導(dǎo)電區(qū)B，這兩塊導(dǎo)電區(qū)之間有電氣連接C0
[0009]在強電接入點處，由接入點引出并擴展出一塊導(dǎo)電區(qū)，圖2是其示意圖。
[0010]導(dǎo)電區(qū)A、B由具有導(dǎo)電作用的材料做成條狀、槽狀、通孔之一種或其中幾種的組口 ο
[0011]導(dǎo)電區(qū)A、B及電氣連接C都敷蓋絕緣材料。
[0012]導(dǎo)電區(qū)A、B及電氣連接C三者中任何一個都與強電電路區(qū)和弱電電路區(qū)絕緣。
[0013]在電路平面上，導(dǎo)電區(qū)A、B之間的區(qū)域?qū)⑷蹼婋娐穮^(qū)包含在內(nèi)。
[0014]電氣連接C位于弱電電路區(qū)之外。
[0015]導(dǎo)電區(qū)A、B之間的電氣連接C是以下電路之一，如圖3:
1)一段導(dǎo)體做成的連線；
2)一段導(dǎo)體做成的連線中串入電容；
3)一段導(dǎo)體做成的連線中串入電阻；
4)一段導(dǎo)體做成的連線中串入電容與電阻的并聯(lián)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的整體示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明中強電接入點的擴展的示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明中電氣連接C的四種電路示意圖。
[0019]圖4是實施例1的示意圖。
[0020]圖5是實施例2的示意圖。
[0021]圖6是實施例3的示意圖。

【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。這些例子不能被理解為限制了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護范圍由隨附的權(quán)利要求書限定，任何在本發(fā)明權(quán)利要求基礎(chǔ)上的改動都應(yīng)看做屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0023]實施例1
以一塊電路板的PCB設(shè)計和制造為例，如圖4。主要有以下操作:
(O首先將原有電路的強電部分和弱電部分分別設(shè)計、布局；
(2)在強電接入點的焊點四周鋪銅，與相應(yīng)焊點相接，形成擴展導(dǎo)電區(qū)；為以后焊接方便，可將焊點做成花焊盤；
(3)建立兩塊條狀鋪銅A，B;二者與原有的強電電路和弱電電路均不相連；
(4)鋪銅A和B之間加連線；連線位于原有弱電電路區(qū)外側(cè)，靠近電路板邊緣；連線中串入電容與電阻的并聯(lián)，元件取值為電容=2nF，電阻=10kQ，二者均采用0603表貼封裝；
(5)PCB制造后鋪銅A，B及二者之間的連線都會蓋一層阻焊劑，不會直接暴露于外界。
[0024]實施例2
以一塊電路板的PCB設(shè)計和制造為例，如圖5。主要有以下操作:
(O首先將原有電路的強電部分和弱電部分分別設(shè)計、布局；
(2)在強電接入點的焊點四周鋪銅，與相應(yīng)焊點相接，形成擴展導(dǎo)電區(qū)；為以后焊接方便，可將焊點做成花焊盤；
(3)建立兩組鋪銅A，B，形狀參照圖中所示；二者與原有的強電電路和弱電電路均不相連；鋪銅A由兩部分組成，即在它所處位置的PCB板正面和背面各有一塊，中間用過孔相連；鋪銅B由兩部分組成，即在它所處位置的PCB板正面和背面各有一塊，中間用過孔相連；
(4)鋪銅A和B之間加連線；在A的一端與B的一端之間有一組連線Cl，包括PCB板正面和背面各一條；在A的另一端與B的另一端之間有第二組連線C2，包括PCB板正面和背面各一條；連線位于原有弱電電路區(qū)外側(cè)，靠近電路板邊緣；
(5)PCB制造后鋪銅A，B及二者之間的連線都會蓋一層阻焊劑，不會直接暴露于外界。
[0025]實施例3
以一塊電路板的PCB設(shè)計和制造為例，如圖6。主要有以下操作:
(O首先將原有電路的強電部分和弱電部分分別設(shè)計、布局；
(2)在強電接入點的焊點四周鋪銅，與相應(yīng)焊點相接，形成擴展導(dǎo)電區(qū)；為以后焊接方便，可將焊點做成花焊盤；
(3)建立兩塊條狀鋪銅A，B;二者與原有的強電電路和弱電電路均不相連;A，B中分別開槽，其內(nèi)壁敷銅；
(4)鋪銅A和B之間加連線；在八的一端與B的一端之間有一條連線Cl;在八的另一端與B的另一端之間有第二條連線C2 ;連線位于原有弱電電路區(qū)外側(cè)，靠近電路板邊緣；
(5)PCB制造后鋪銅A，B及二者之間的連線都會蓋一層阻焊劑，不會直接暴露于外界。
【權(quán)利要求】
1.強弱電共存時減小強電場影響的電路，包括強電電路區(qū)、弱電電路區(qū)；其特征在于，還包括介于強電電路區(qū)和弱電電路區(qū)之間的一塊導(dǎo)電區(qū)A，以及與該導(dǎo)電區(qū)相對應(yīng)的位于弱電電路區(qū)另外一側(cè)的另一塊導(dǎo)電區(qū)B，這兩塊導(dǎo)電區(qū)A、B之間有電氣連接C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強弱電共存時減小強電場影響的電路，其特征在于，在強電接入點處，由接入點引出并擴展出一塊導(dǎo)電區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強弱電共存時減小強電場影響的電路，其特征在于，導(dǎo)電區(qū)A、B由具有導(dǎo)電作用的材料做成條狀、槽狀、通孔之一種或其中幾種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強弱電共存時減小強電場影響的電路，其特征在于，導(dǎo)電區(qū)A、B及電氣連接C都敷蓋絕緣材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強弱電共存時減小強電場影響的電路，其特征在于，導(dǎo)電區(qū)A、B及電氣連接C三者中任何一個都與強電電路區(qū)和弱電電路區(qū)絕緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強弱電共存時減小強電場影響的電路，其特征在于，在電路平面上，弱電電路區(qū)包含在如下區(qū)域內(nèi):從平面幾何的角度看，該區(qū)域由四條線圍成，它們是: O導(dǎo)電區(qū)A靠近弱電電路區(qū)一側(cè)的輪廓線L1、 2)導(dǎo)電區(qū)B靠近弱電電路區(qū)一側(cè)的輪廓線L2、 3)LI的一個端點與L2的對應(yīng)端點之間的幾何連線、 4)LI的另一個端點與L2的對應(yīng)端點之間的幾何連線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強弱電共存時減小強電場影響的電路，其特征在于，電氣連接C位于弱電電路區(qū)之外。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強弱電共存時減小強電場影響的電路，其特征在于，導(dǎo)電區(qū)A、B之間的電氣連接C是以下電路之一:
1)一段導(dǎo)體做成的連線；
2)一段導(dǎo)體做成的連線中串入電容；
3)一段導(dǎo)體做成的連線中串入電阻；
4)一段導(dǎo)體做成的連線中串入電容與電阻的并聯(lián)。
【文檔編號】H05K9/00GK104394679SQ201410750749
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】張毓 申請人:張毓