Электронное устройство и плата, пригодная для использования в электронном устройстве

Изобретения относится к электронному устройству и плате, пригодной для использования в электронном устройстве, обладающем схемой защиты от электростатического разряда (ESD) и тока утечки. Технический результат – минимизация влияния, оказываемого внешним ESD/импульсным перенапряжением, и предотвращение протекания тока утечки, который возникает внутри системы, во внешний участок из проводящего материала и воздействия на пользователя, достигается тем, что электронное устройство включает в себя внешний участок из проводящего материала, участок-схему, который включает в себя элементы схемы, и участок-схему защиты, подключенный между внешним участком и участком-схемой. Участок-схема защиты включает в себя блок переключения для перехвата тока утечки, который вытекает из участка-схемы и утекает во внешний участок, и блок преобразования для понижения уровня напряжения электростатической составляющей, которая протекает через внешний участок, и для перевода электростатической составляющей на блок переключения. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] По данной заявке испрашивается приоритет согласно 35 U.S.C. §119(a) по заявке на патент Кореи № 10-2011-0090376, поданной 6 сентября 2011 года, в ведомство по интеллектуальной собственности Кореи, содержание которой включено в настоящее описание в качестве ссылки в полном объеме.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

1. ОБЛАСТЬ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0002] Общая идея настоящего изобретения относится к электронному устройству и плате, пригодной для использования в электронном устройстве, и более конкретно к электронному устройству и плате, пригодной для использования в электронном устройстве, обладающем схемой защиты от электростатического разряда (ESD) и тока утечки.

2. ОПИСАНИЕ УРОВНЯ ТЕХНИКИ

[0003] Обычное устройство защиты от электростатического разряда (ESD) устанавливается внутри электронного устройства, чтобы предотвратить повреждение внутренней схемы из-за тока ESD нагрузки, который протекает из заряженного тела человека или машины во внутреннюю часть полупроводникового устройства.

[0004] Поскольку технология развивается в отношении интегральной системы (SOC), площадь, занимаемая схемой защиты от ESD, учитывается при определении всего размера полупроводниковой микросхемы. Дополнительно, важность схемы защиты от ESD постепенно нарастает, так как схема защиты от ESD выступает как важный фактор, который определяет производительность микросхемы.

[0005] Обычно, когда внешний участок из проводящего материала установлен на внешнем участке электронного устройства, ESD-защита применяется различными путями.

[0006] Например, часть внешнего участка электронного устройства может быть напрямую соединена с заземлением печатной платы (PCB) или заземлением адаптера, чтобы позволить ESD, который подан на внешний корпус из проводящего материала, разрядиться в землю.

[0007] Альтернативно, внешний участок электронного устройства и заземление могут быть расположены на удалении друг от друга без электрического соединения друг с другом, чтобы минимизировать вторичное влияние, оказанное на основную систему, когда ESD подан на внешний участок из проводящего материала.

[0008] Однако вышеупомянутые способы ESD-защиты включают в себя следующие проблемы.

[0009] Когда часть внешнего участка электронного устройства напрямую соединена с заземлением PCB или заземлением адаптера, ток утечки системы течет во внешний участок из проводящего материала через проводник, соединяющий внешний участок из проводящего материала и заземление.

[0010] Кроме того, при сведении к минимуму вторичного влияния на систему, когда ESD подан на внешний участок из проводящего материала за счет расположения внешнего участка электронного устройства и заземления в стороне друг от друга без электрического соединения внешнего участка электронного устройства и заземления друг с другом, ESD, который подан на внешний участок из проводящего материала, не разряжается, и, таким образом, электромагнитное поле, созданное на поверхности внешнего участка из проводящего материала, вызывает искажение сигнала на PCB.

[0011] Дополнительно, если пользователь физически приближается к внешнему участку из проводящего материала в состоянии, когда электрический заряд на внешнем участке из проводящего материала не был разряжен, электрический разряд на внешнем участке из проводящего материала может вызвать перенос вторичного разряда на пользователя, что в результате приводит к шоку.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0012] Общая идея настоящего изобретения предусматривает электронное устройство и плату, пригодную для использования в электронном устройстве, которые могут минимизировать влияние, оказываемое внешним ESD/импульсным перенапряжением, и могут предотвратить протекание тока утечки, который возникает внутри системы, во внешний участок из проводящего материала и воздействие на пользователя.

[0013] Дополнительные признаки и полезные свойства общей идеи настоящего изобретения будут представлены далее частично в описании, которое следует ниже, и, частично, станут очевидны из описания, или могут быть установлены из практической реализации общей идеи изобретения.

[0014] Вышеизложенные и/или другие признаки и полезные свойства общей идеи настоящего изобретения могут быть достигнуты путем предоставления электронного устройства, включающего в себя внешний участок из проводящего материала, участок-схему (схемный участок), который включает в себя элементы схемы, и участок-схему защиты (схемный участок защиты), подсоединенный между внешним участком и участком-схемой, причем участок-схема защиты включает в себя блок переключения для перехвата тока утечки, который вытекает из участка-схемы и утекает во внешний участок, и для передачи электростатической составляющей, входящей в него через внешний участок, на заземление участка-схемы и блок преобразования для снижения уровня напряжения электростатической составляющей и передачи электростатической составляющей с пониженным напряжением на блок переключения, причем блок переключения и блок преобразования соединены последовательно.

[0015] Блоком переключения может быть варистор, а блоком преобразования может быть шайба, соединенная с варистором последовательно.

[0016] Блоком переключения может быть варистор, а блок преобразования, который соединен с варистором последовательно, может представлять собой одно из: резистор, индуктор, RL-цепь, в которой резистор и индуктор соединены параллельно.

[0017] Блоком переключения может быть диод, катод которого соединен с участком-схемой, а блок преобразования, который соединен с анодом диода, может представлять собой одно из: шайбу, резистор, индуктор, RL-цепь с резистором и индуктором, соединенными параллельно.

[0018] Участок-схема может быть смонтирована на основной плате, а участок-схема защиты может быть смонтирована на вспомогательной плате, которая предоставлена отдельно от основной платы и может быть соединена с участком-схемой на основной плате и внешним участком с помощью проводящей ленты.

[0019] Участок-схема и участок-схема защиты могут быть смонтированы вместе на одной основной плате, причем участок-схема защиты может быть подключена последовательно между микросхемой в пластиковом корпусе (РЕМ) и участком-схемой на основной плате, причем РЕМ соединяет внешний участок и основную плату.

[0020] Внешний участок может представлять собой металлический корпус, который окружает участок-схему и участок-схему защиты.

[0021] Внешний участок может представлять собой внешний металлический элемент, который прикреплен к пластиковому корпусу, окружающему участок-схему и участок-схему защиты.

[0022] Варистор может иметь емкость, равную 5 пФ или менее.

[0023] Вышеизложенные и/или другие признаки и полезные свойства общей идеи настоящего изобретения могут также быть достигнуты путем предоставления платы, пригодной для использования в электронном устройстве, включающем в себя участок-схему защиты, подключенный между участком-схемой, который включает в себя элементы схемы электронного устройства, и внешним участком из проводящего материала, который формирует внешний вид электронного устройства, причем участок-схема защиты включает в себя блок переключения для перехвата тока утечки, который вытекает из участка-схемы и утекает во внешний участок, и для передачи электростатической составляющей, входящей на него через внешний участок, на заземление участка-схемы и блок преобразования для снижения уровня напряжения электростатической составляющей и передачи электростатической составляющей с пониженным напряжением на блок переключения, причем блок переключения и блок преобразования соединены последовательно.

[0024] Блоком переключения может быть варистор, а блоком преобразования может быть шайба, соединенная с варистором последовательно.

[0025] Блоком переключения может быть варистор, а блок преобразования, который соединен с варистором последовательно, может представлять собой одно из: резистор, индуктор, RL-цепь, в которой резистор и индуктор соединены параллельно.

[0026] Блоком переключения может быть диод, катод которого соединен с участком-схемой, а блок преобразования, который соединен с анодом диода, может представлять собой одно из: шайбу, резистор, индуктор, RL-цепь с резистором и индуктором соединенными параллельно.

[0027] Внешний участок может представлять собой одно из: металлический корпус, который окружает участок-схему и участок-схему защиты, металлический элемент, который прикреплен к пластиковому корпусу, окружающему участок-схему и участок-схему защиты.

[0028] Варистор может иметь емкость, равную 5 пФ или менее.

[0029] Вышеизложенные и/или другие признаки и полезные свойства общей идеи настоящего изобретения могут также быть достигнуты путем предоставления электронного устройства, включающего в себя участок-схему, обеспечивающий работу электронного устройства, и участок-схему защиты, соединенный между внешним участком электронного устройства и участком-схемой, который включает в себя блок преобразования для снижения уровня напряжения электростатической составляющей, принимаемой из внешнего участка, и блок переключения для направления электростатической составляющей с пониженным напряжением на заземление участка-схемы.

[0030] Блок переключения может перехватывать ток утечки, который вытекает из участка-схемы и утекает во внешний участок.

[0031] Внешний участок может включать в себя проводящий материал, по крайней мере частично.

[0032] Блок преобразования и блок переключения могут быть соединены последовательно.

[0033] Электронное устройство может дополнительно включать в себя основную плату, на которой смонтированы участок-схема и участок-схема защиты, и микросхему в пластиковом корпусе (РЕМ) для соединения основной платы с внешним участком.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0034] Эти и/или другие признаки и полезные свойства общей идеи настоящего изобретения станут очевидными и легче оценимыми из последующего описания вариантов осуществления, взятого вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:

[0035] На Фиг. 1 изображена блок-схема, иллюстрирующая электронное устройство в соответствии с вариантом осуществления общей идеи настоящего изобретения;

[0036] На Фиг. 2 представлен вид в разрезе, иллюстрирующий электронное устройство в соответствии с вариантом осуществления общей идеи настоящего изобретения;

[0037] На Фиг. 3 представлен вид в разрезе, иллюстрирующий электронное устройство в соответствии с другим вариантом осуществления общей идеи настоящего изобретения;

[0038] На Фиг. 4 представлен вид в разрезе, иллюстрирующий электронное устройство в соответствии с другим вариантом осуществления общей идеи настоящего изобретения;

[0039] На Фиг. 5A представлен график, иллюстрирующий зависимость между емкостью варистора и током утечки; и

[0040] На Фиг. 5B представлен график, иллюстрирующий значение напряжения, поданного на варистор, в зависимости от наличия/отсутствия шайбы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0041] Далее будут в даны подробные ссылки на варианты осуществления общей идеи настоящего изобретения, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах, в которых одинаковые ссылочные позиции повсюду относятся к аналогичным элементам. Варианты осуществления описаны ниже в порядке раскрытия общей идеи настоящего изобретения, ссылаясь на чертежи.

[0042] На Фиг. 1 представлена блок-схема, иллюстрирующая электронное устройство 100 в соответствии с вариантом осуществления общей идеи настоящего изобретения. Согласно Фиг. 1 электронное устройство 100 включает с себя внешний участок 110, участок-схему 120 и участок-схему 130 защиты, причем участок-схема 130 защиты включает в себя блок 131 преобразования и блок 132 переключения.

[0043] Электронное устройство 100 может быть одним из различных типов электронных устройств, таких как компьютер, портативный компьютер, телевизор, цифровая фоторамка или холодильник, но не ограничиваясь ими. Это означает, что электронное устройство 100 может относиться к любому типу электронных устройств, которые могут быть подключены к внешнему источнику питания через розетку и вилку. Однако электронное устройство 100 не ограничено ими и может быть электронным устройством, которое не подключено к внешнему источнику питания (например, портативный компьютер, работающий от встроенной батареи).

[0044] Внешний участок 110 изготовлен из проводящего материала и формирует внешний вид электронного устройства 100.

[0045] Проводящий материал может включать в себя любые типы материалов, которые хорошо проводят электрический ток.

[0046] В частности, внешний участок 110 изготовлен из проводящего материала, который хорошо проводит электрический ток, и может направить электростатическую составляющую, которая произведена телом человека или машиной, протекать в участок-схему 130 защиты и участок-схему 120.

[0047] Внешний участок 110 может включать в себя металлический корпус, который окружает участок-схему 120 и участок-схему 130 защиты.

[0048] Дополнительно, внешний участок 110 может представлять собой внешний металлический элемент, который прикреплен к пластиковому корпусу, окружающему участок-схему 120 и участок-схему 130 защиты.

[0049] Участок-схема 120 включает в себя элементы схемы для осуществления функций в зависимости от типа электронного устройства 100. Например, в тех случаях, когда электронное устройство 100 представляет собой портативный компьютер, участок-схема 120 может включать в себя схемы, позволяющие ей функционировать как портативный компьютер.

[0050] В частности, участок-схема 120 может включать в себя различные элементы схемы для работы электронного устройства 100. Это означает, что участок-схема 120 может включать в себя элементы схемы, такие как резистор, индуктор, резистор переменного сопротивления, конденсатор, LC-фильтр, керамический фильтр, переключатель, монтажная плата, транзистор, диод, мощный транзистор, полупроводниковый СИД-лазер, аналоговую ИС, цифровую ИС, DRAM, микропроцессор и т.п., но не ограничиваясь ими.

[0051] Дополнительно, участок-схема 120 может включать в себя заземление для соединения электронного устройства 100 с землей (т.е. массой).

[0052] Участок-схема 130 защиты соединяет внешний участок 110 из проводящего материала и участок-схему 120, чтобы разряжать электростатическую составляющую на заземление или перехватывать ток утечки.

[0053] Участок-схема 130 защиты включает в себя блок 131 преобразования и блок 132 переключения.

[0054] В частности, когда электростатическая составляющая, производимая телом человека или машиной, протекает во внешний участок 110, участок-схема 130 защиты переводит электростатическую составляющую на заземление участка-схемы 130, который соединен с участком-схемой 130 защиты. Таким образом, заземление участка-схемы 130 может разрядить текущую электростатическую составляющую в область за пределами электронного устройства 100 через заземление адаптера (не проиллюстрировано). Если участок-схема 120 не включает в себя заземление, то участок-схема 130 защиты может быть напрямую соединен с заземлением адаптера (не проиллюстрировано), чтобы разрядить текущую электростатическую составляющую в область за пределами электронного устройства 100 через заземление адаптера.

[0055] Дополнительно, если ток утечки течет из участка-схемы 130, то участок-схема 130 защиты перехватывает ток утечки, который течет во внешний участок 110.

[0056] В частности, участок-схема 130 защиты предотвращает протекание во внешний участок 110 тока утечки, который произведен в области внутри участка-схемы 130, или тока утечки, который течет через заземление адаптера (не проиллюстрировано), соединенное с заземлением участка-схемы 130.

[0057] Участок-схема 130 защиты может быть смонтирован на основной плате вместе с участком-схемой 120 или на вспомогательной плате отдельно от основной платы, на которой смонтирован участок-схема 130.

[0058] Работа участка-схемы 130 защиты будет описана подробно в отношении блока 131 преобразования и блока 132 переключения, которые включены в участок-схему 130 защиты.

[0059] Блок 131 преобразования понижает уровень напряжения электростатической составляющей, которая течет через внешний участок 110, и переводит электростатическую составляющую на блок 132 переключения.

[0060] В частности, электростатическая составляющая образует гармоники в диапазоне до полосы в несколько ГГц, а блок 131 преобразования может понизить уровень напряжения колебаний посредством поглощения высокочастотных составляющих электростатической составляющей.

[0061] Это означает, что согласно Фиг. 5B левая сторона Фиг. 5B показывает уровень напряжения на шайбе, когда ESD приложен к внешнему участку 110 в случае, где шайба соединена последовательно с варистором, а правая сторона Фиг. 5B показывает уровень напряжения на шайбе, когда ESD приложен к внешнему участку 110 при использовании только варистора без шайбы.

[0062] Как проиллюстрировано на Фиг. 5B, в результате последовательного соединения шайбы и варистора, уровень напряжения, приложенный к варистору, понижается.

[0063] Таким образом, снижение уровня напряжения электростатической составляющей, которая течет через внешний участок 110, может предотвращать повреждения элементов блока 132 переключения, когда напряжение высокого уровня входит в блок 132 переключения, и может также позволить использовать элементы, имеющие меньшие значения емкости, в блоке 132 переключения.

[0064] Блок 131 преобразования может включать в себя шайбу, резистор, индуктор, или RL-цепь, в которой резистор и индуктор соединены параллельно друг с другом.

[0065] Шайба представляет собой элемент, изготовленный из ферритового материала и скомпонованный таким образом, что провод проходит сквозь ферритовый сердечник или провод намотан на него несколько раз.

[0066] Блок 132 переключения перехватывает ток утечки, который вытекает из участка-схемы 130 и утекает во внешний участок 110, и переводит электростатическую составляющую, которая течет через внешний участок 110 на заземление участка-схемы 130, как есть.

[0067] В частности, если электростатическая составляющая, которая произведена телом человека или машиной, течет через внешний участок 110, то блок 132 переключения переводит электростатическую составляющую, уровень напряжения которой был понижен через блок 131 преобразования, на заземление участка-схемы 130, соединенного с блоком 132 переключения.

[0068] Таким образом, заземление участка-схемы 130 может разрядить текущую электростатическую составляющую в область за пределами электронного устройства 100 через заземление адаптера (не проиллюстрировано), причем, если участок-схема 120 не включает в себя заземление, то блок 132 переключения может быть напрямую подключен к заземлению адаптера (не проиллюстрировано), чтобы разрядить текущую электростатическую составляющую в область за пределами электронного устройства 100 через заземление адаптера.

[0069] Дополнительно, блок 132 переключения предотвращает протекание во внешний участок 110 тока утечки, который произведен в области внутри участка-схемы 130, или тока утечки, который течет через заземление адаптера (не проиллюстрировано), подсоединенного к заземлению участка-схемы 130.

[0070] Здесь, блок 132 переключения может представлять собой варистор или диод.

[0071] Варистор является аббревиатурой от «переменный резистор» и представляет собой полупроводниковое устройство, обладающее переменными значениями сопротивления в зависимости от входных уровней напряжения. Это означает, что варистор действует как диэлектрик, прежде чем входное напряжение достигает заданного напряжения пробоя, и действует как проводник, когда входное напряжение становится равно напряжению пробоя или превосходит его. Здесь, варистор может быть симметричным варистором или несимметричным варистором.

[0072] Дополнительно, варистор может иметь значение емкости, равное 5 пФ или менее.

[0073] Это означает, что согласно Фиг. 5A по мере того, как значение емкости варистора растет, течение тока утечки становится больше.

[0074] Более подробно, если значение емкости варистора становится меньше, то варистор воздействует на ток утечки, но является уязвимым к электростатической составляющей, в то время как если значение емкости варистора становится больше, то варистор является уязвимым для тока утечки, но воздействует на электростатическую составляющую.

[0075] Таким образом, возможно заставить варистор воздействовать на ток утечки путем уменьшения значения емкости варистора, а на входе варистора может быть предусмотрена шайба для коррекции его уязвимости к электростатической составляющей (это означает, что по мере того как значение емкости варистора становится больше, его мощность увеличивается, и путем зарядки электричеством и последующей медленной разрядки электричества варистор воздействует на электростатическую составляющую, в то время как если значение емкости варистора становится меньше, его мощность уменьшается, и, таким образом, электрический ток не изменяется, но мгновенно произведенная разрядка делает варистор уязвимым к электростатической составляющей).

[0076] Дополнительно, блок 131 преобразования и блок 132 переключения могут быть соединены последовательно.

[0077] На Фиг. 2 представлен вид в разрезе, иллюстрирующий электронное устройство в соответствии с вариантом осуществления общей идеи настоящего изобретения. Согласно Фиг. 2, электронное устройство 200 включает в себя внешний участок 210, участок-схему 220, участок-схему 230 защиты, и проводящие ленты 241 и 242. В отношении тех элементов, проиллюстрированных на Фиг. 2, которые идентичны элементам, проиллюстрированным на Фиг. 1, повторяющиеся описания будут опущены.

[0078] Внешний участок 210 может включать в себя металлический корпус из проводящего материала, разработанный для размещения в нем участка-схемы 220 и участка-схемы 230 защиты. В отношении портативного компьютера, например, металлический корпус может представлять собой металлический корпус, который образует внешнюю поверхность портативного компьютера.

[0079] Внешний участок 210 сформирован проводящим металлическим корпусом, и переводит электростатическую составляющую от заряженного тела человека или машины в участок-схему 230 защиты и участок-схему 220.

[0080] Внешний участок 210 соединен с участком-схемой 230 защиты через проводящую ленту 241. Если внешний участок 210 не соединен через проводящую ленту 241, то электростатическая составляющая, приложенная к внешнему участку 210 из проводящего материала, не разряжена, и электромагнитные поля, созданные на поверхности внешнего участка 210 из проводящего материала, вызывают появление искажения сигнала на PCB. Дополнительно, если пользователь физически приближается к внешнему участку 210 из проводящего материала в состоянии, когда электрический заряд на внешнем участке 210 из проводящего материала не был разряжен, то электрический заряд на внешнем участке из проводящего материала может вызвать перенос вторичного разряда на пользователя, что в результате приводит к шоку.

[0081] Участок-схема 220 предусмотрен внутри внешнего участка 210, и включает в себя элементы схемы для работы электронного устройства 100. Участок-схема 220 соединен с участком-схемой 230 защиты через проводящую ленту 242.

[0082] Участок-схема 230 защиты соединен с внешним участком 210 и участком-схемой 220 через проводящие ленты 241 и 242.

[0083] Участок-схема 230 защиты может быть смонтирован на вспомогательной плате, предоставленной отдельно от участка-схемы 220, который смонтирован на основной плате, и может быть соединен с участком-схемой 220 на основной плате и внешним участком 210 через проводящие ленты 241 и 242.

[0084] Это означает, что согласно Фиг. 2, поскольку участок-схема 230 защиты смонтирован на вспомогательной плате, предоставленной отдельной от участка-схемы 220, легко присоединить и/или отсоединить участок-схему 230 защиты во время послепродажного обслуживания и использовать участок-схему 230 защиты в любом совместимом электронном устройстве.

[0085] Дополнительно, участок-схема 230 защиты соединен последовательно с шайбой 231 и варистором 232.

[0086] Если электростатическая составляющая, которая течет через внешний участок 210, приложена через проводящую ленту 241, шайба 231 понижает уровень напряжения и переносит пониженную электростатическую составляющую на варистор 232.

[0087] Когда электростатическая составляющая течет через шайбу 231, варистор 232 действует как проводник, и переносит приложенную электростатическую составляющую на заземление участка-схемы 220 через проводящую ленту 242. Таким образом, заземление участка-схемы 220 разряжает текущую электростатическую составляющую в область за пределами электронного устройства 200 через заземление адаптера (не проиллюстрировано). Если участок-схема 220 не включает в себя заземление, варистор 232 может быть напрямую подсоединен к заземлению адаптера (не проиллюстрировано), чтобы разрядить текущую электростатическую составляющую в область за пределами электронного устройства 200 через заземление адаптера.

[0088] Дополнительно, перед тем как электростатическая составляющая течет через шайбу 231, варистор 232 действует как диэлектрик и предотвращает ток утечки, который производится из области внутри участка-схемы 220, или ток утечки, который течет через заземление адаптера (не проиллюстрировано), соединенное с заземлением участка-схемы 220, и утекает из него во внешний участок 210.

[0089] Несмотря на то, что как проиллюстрировано на Фиг. 2, шайба 231 и варистор 232 соединены последовательно в участке-схеме 230 защиты, соединение между ними не ограничено этим, и различные другие конфигурации также возможны.

[0090] Более конкретно, другие конфигурации могут включать в себя последовательное соединение между резистором и варистором, последовательное соединение между индуктором и варистором, последовательное соединение между RL-цепью, в которой резистор и индуктор соединены параллельно, и варистором, последовательное соединение между резистором и диодом (анод диода соединен с резистором, а катод диода соединен с участком-схемой 220), последовательное соединение между индуктором и диодом (анод диода соединен с индуктором, а катод диода соединен с участком-схемой 220), последовательное соединение между шайбой и диодом (анод диода соединен с шайбой, а катод диода соединен с участком-схемой 220) и последовательное соединение между RL-цепью, в которой резистор и индуктор соединены параллельно, и диодом (анод диода соединен с RL-цепью, а катод диода соединен с участком-схемой 220).

[0091] Как проиллюстрировано на Фиг. 2 согласно электронному устройству 200, так как участок-схема 230 защиты представлен в нем, внешние ESD/импульсное перенапряжение минимизированы, и предотвращено протекание во внешний участок 210 из проводящего материала и воздействие на пользователя тока утечки, который появляется внутри системы.

[0092] На Фиг. 3 представлен вид в разрезе электронного устройства 300 в соответствии с другим вариантом осуществления общей идеи настоящего изобретения. Согласно Фиг. 3, электронное устройство 300 включает в себя пластиковый корпус 310, участок-схему 320, участок-схему 330 защиты, проводящие ленты 341 и 342, и внешний металлический элемент 350. В отношении тех элементов, проиллюстрированных на Фиг. 3, которые идентичны элементам, проиллюстрированным на Фиг. 1 и 2, повторяющиеся описания опущены. Однако в отличие от электронных устройств 100 и 200 на Фиг. 1 и 2 соответственно, электронное устройство 300 согласно варианту осуществления, который проиллюстрирован на Фиг. 3, включает в себя пластиковый корпус 310, который окружает участок-схему 320 и участок-схему 330 защиты.

[0093] Пластиковый корпус 310 окружает участок-схему 320 и участок-схему 330 защиты. В отношении портативного компьютера, например, пластиковый корпус 310 может представлять собой корпус, который образует внешнюю поверхность портативного компьютера. Так как пластиковый корпус 310 имеет слабую проводимость, он может быть использован как корпус электронного устройства 300 для предупреждения ESD.

[0094] Однако, согласно Фиг. 3, электронное устройство 300 включает в себя внешний металлический элемент 350, который прикреплен к пластиковому корпусу 310, окружающему участок-схему 320 и участок-схему 330 защиты, и таким образом подвержен электростатической составляющей. Это означает, что внешний металлический элемент 350 включает в себя проводящий материал, который прикреплен к пластиковому корпусу 310 для эстетических или иных целей.

[0095] В частности, внешний металлический элемент 350 сформирован из проводящего материала, и может иметь электрические свойства из-за электростатической составляющей, которая производится заряженным телом человека или машиной. Таким образом, электростатическая составляющая, которая приложена к внешнему металлическому элементу 350 из проводящего материала, не разряжается через пластиковый корпус 310, имеющий слабую проводимость. Соответственно, электромагнитное поле, произведенное на внешнем металлическом элементе 350 из проводящего материала, и электростатическая составляющая переводятся на участок-схему 330 защиты и участок-схему 320.

[0096] Участок-схема 320 предоставлен в пластиковом корпусе 310, и включает в себя элементы схемы для работы электронного устройства 300. Как проиллюстрировано на Фиг. 3, участок-схема 320 соединен с участком-схемой 330 защиты через проводящую ленту 342.

[0097] Участок-схема 330 защиты соединен с пластиковым корпусом 310 и участком-схемой 320 через проводящие ленты 341 и 342, соответственно.

[0098] Согласно Фиг. 3, участок-схема 330 защиты смонтирован на вспомогательной плате, предоставленной отдельно от участка-схемы 320, который смонтирован на основной плате, и соединен с участком-схемой 320 на основной плате и внешним участком 310 через проводящие ленты 341 и 342, соответственно.

[0099] Дополнительно, согласно Фиг. 3, так как участок-схема 330 защиты предоставлен отдельно от участка-схемы 320, легко подсоединить и/или отсоединить участок-схему 330 защиты во время послепродажного обслуживания и использовать участок-схему 330 защиты в любом совместимом электронном устройстве.

[00100] Дополнительно, участок-схема 330 защиты соединен последовательно с шайбой 331 и варистором 332.

[00101] Если электромагнитное поле, которое сгенерировано через внешний металлический элемент 350, приложено через проводящую ленту 341, то шайба 331 понижает уровень напряжения и переводит сниженное электромагнитное поле на варистор 332.

[00102] В частности, внешний металлический элемент 350 сформирован из проводящего материала и может иметь электрические свойства из-за электростатической составляющей, которая произведена заряженным телом человека или машиной. Таким образом, электростатическая составляющая, которая приложена через внешний металлический элемент 350 из проводящего материала, не разряжается через пластиковый корпус 310, имеющий низкую проводимость. Соответственно, электромагнитное поле генерируется на внешнем металлическом элементе 350 из проводящего материала, и воздействие электромагнитного поля может быть переведено на участок-схему 320 с использованием шайбы 331 и варистора 332 участка-схемы 330 защиты.

[00103] Когда составляющая электромагнитного поля течет через шайбу 331, варистор 332 действует как проводник, и переводит приложенную электростатическую составляющую на заземление участка-схемы 320 через проводящую ленту 342. В этом случае, заземление участка-схемы 320 разряжает текущую электростатическую составляющую в область за пределами электронного устройства 300 через заземление адаптера (не проиллюстрировано). Если участок-схема 320 не включает в себя заземление, то варистор 332 может быть напрямую соединен с заземлением адаптера (не проиллюстрировано), чтобы разрядить текущую электростатическую составляющую, причем так, чтобы она была разряжена за пределами электронного устройства 300 через заземление адаптера.

[00104] Дополнительно, перед тем как электростатическая составляющая протекает через шайбу 331, варистор 332 действует как диэлектрик и предотвращает протекание во внешний металлический элемент 350 тока утечки, который производится внутри участка-схемы 320, или тока утечки, который течет через заземление адаптера (не проиллюстрировано), соединенное с заземлением участка-схемы 320.

[00105] Несмотря на то, что как проиллюстрировано на Фиг. 3, шайба 331 и варистор 332 соединены последовательно в участке-схеме 330 защиты, соединение между ними не ограничено этим, и различные другие конфигурации также возможны.

[00106] Более конкретно, другие конфигурации могут включать в себя последовательное соединение между резистором и варистором, последовательное соединение между индуктором и варистором, последовательное соединение между RL-цепью, в которой резистор и индуктор соединены параллельно, и варистором, последовательное соединение между резистором и диодом (анод диода соединен с резистором, а катод диода соединен с участком-схемой 320), последовательное соединение между индуктором и диодом (анод диода соединен с индуктором, а катод диода соединен с участком-схемой 320), последовательное соединение между шайбой и диодом (анод диода соединен с шайбой, а катод диода соединен с участком-схемой 320) и последовательное соединение между RL-цепью, в которой резистор и индуктор соединены параллельно, и диодом (анод диода соединен с RL-цепью, а катод диода соединен с участком-схемой 320).

[00107] Как проиллюстрировано на Фиг. 3 в отношении электронного устройства 300, так как в нем предоставлен участок-схема 330 защиты, влияние составляющей внешнего электромагнитного поля, вызванного внешним металлическим элементом 350, который сформирован на верхней части пластикового корпуса, минимизировано, и предотвращено протекание во внешний металлический элемент 350 из проводящего материала и воздействие на пользователя тока утечки, который возникает внутри системы.

[00108] На Фиг. 4 представлен вид в разрезе электронного устройства 400 в соответствии с другим вариантом осуществления общей идеи настоящего изобретения. Согласно Фиг. 4, электронное устройство 400 включает в себя участок-схему 420, участок-схему 430 защиты, основную плату 440, микросхему 450 в пластиковом корпусе (РЕМ), и внешний участок 460. В отношении тех элементов, проиллюстрированных на Фиг. 4, которые идентичны элементам, проиллюстрированным на Фиг. 1-3, повторяющиеся описания будут опущены.

[00109] Однако, в отличие от электронных устройств 100, 200, и 300, проиллюстрированных на Фиг. 1, 2, и 3 соответственно, электронное устройство 400, проиллюстрированное на Фиг. 4, включает в себя участок-схему 430 защиты и участок-схему 420, смонтированные вместе на основной плате 440.

[00110] РЕМ 450 соединяет и прикрепляет внешний участок 460 к основной плате 440.

[00111] В частности, РЕМ 450 представлена с отверстием для винта и может закрепить и соединить внешний участок 460 и основную плату 440.

[00112] Здесь, внешний участок 460, который соединен с РЕМ 450, может представлять собой металлический корпус или пластиковый корпус, к которому прикреплен внешний металлический элемент 350 из Фиг. 3.

[00113] Дополнительно, РЕМ 450 соединена с участком-схемой 430 защиты.

[00114] Участок-схема 430 защиты соединен с РЕМ 450 и участком-схемой 420.

[00115] Дополнительно, участок-схема 430 защиты соединен последовательно с шайбой 431 и варистором 432.

[00116] Если электростатическая составляющая, которая протекает через внешний участок 460 и РЕМ 450, приложена, то шайба 431 понижает уровень напряжения и переводит пониженную электростатическую составляющую на варистор 432.

[00117] Когда электростатическая составляющая течет через шайбу 431, варистор 432 действует как проводник, и переводит приложенную электростатическую составляющую на заземление участка-схемы 420. Таким образом, заземление участка-схемы 420 разряжает текущую электростатическую составляющую в область за пределами электронного устройства 400 через заземление адаптера (не проиллюстрировано). Если участок-схема 420 не включает в себя заземление, то варистор 432 может быть напрямую соединен с заземлением адаптера (не проиллюстрировано), чтобы разрядить текущую электростатическую составляющую в область за пределами электронного устройства 400 через заземление адаптера.

[00118] Дополнительно, перед тем как электростатическая составляющая протекает через шайбу 431, варистор 432 действует как диэлектрик и предотвращает протекание во внешний участок 460 тока утечки, который производится внутри участка-схемы 420, или тока утечки, который течет через заземление адаптера (не проиллюстрировано), соединенное с заземлением участка-схемы 420.

[00119] Несмотря на то, что как проиллюстрировано на Фиг. 4, шайба 431 и варистор 432 соединены последовательно в участке-схеме 430 защиты, соединение между ними не ограничено этим, и различные другие конфигурации также возможны.

[00120] Более конкретно, другие конфигурации могут включать в себя последовательное соединение между резистором и варистором, последовательное соединение между индуктором и варистором, последовательное соединение между RL-цепью, в которой резистор и индуктор соединены параллельно, и варистором, последовательное соединение между резистором и диодом (анод диода соединен с резистором, а катод диода соединен с участком-схемой 420), последовательное соединение между индуктором и диодом (анод диода соединен с индуктором, а катод диода соединен с участком-схемой 420), последовательное соединение между шайбой и диодом (анод диода соединен с шайбой, а катод диода соединен с участком-схемой 420) и последовательное соединение между RL-цепью, в которой резистор и индуктор соединены параллельно, и диодом (анод диода соединен с RL-цепью, а катод диода соединен с участком-схемой 420).

[00121] На основной плате 440 участок-схема 430 защиты и участок-схема 420 смонтированы вместе. Это означает, что в отношении электронного устройства 400 на Фиг. 4 участок-схема 430 защиты не предоставлена отдельно на вспомогательной плате, а предоставлена на основной плате 440 вместе с участком-схемой 420.

[00122] В отношении электронного устройства 400 на Фиг. 4, где предоставлен внешний участок 460 из проводящего материала, последствия внешнего ESD/импульсного перенапряжения минимизированы, и предотвращено протекание во внешний участок 460 из проводящего материала и воздействие на пользователя тока утечки, который возникает внутри системы.

[00123] На Фиг. 5A представлен график, иллюстрирующий зависимость между емкостью варистора и током утечки.

[00124] Как проиллюстрировано на Фиг. 5A, по мере того как значение емкости варистора возрастает, текущий ток утечки становится больше.

[00125] Это означает, что если значение емкости варистора становится меньше, то варистор оказывает воздействие на ток утечки, но подвержен электростатической составляющей. Напротив, если значение емкости варистора возрастает, то варистор становится восприимчивым к току утечки, но оказывает воздействие на электростатическую составляющую.

[00126] Для того, чтобы эффективно перехватывать ток утечки, значение емкости варистора не ограничено, но желательно, чтобы варистор имел емкость, равную или менее 5 пФ.

[00127] На Фиг. 5B представлен график, иллюстрирующий значение напряжения, приложенного к варистору, в зависимости от наличия или отсутствия шайбы.

[00128] Слева на Фиг. 5B показан уровень напряжения варистора, когда ESD приложен к внешнему участку электронного устройства 100 в случае, где шайба соединена последовательно с варистором, а справа на Фиг. 5B показан уровень напряжения на шайбе, когда ESD приложен к внешнему участку электронного устройства 100 при использовании только варистора без шайбы.

[00129] Как проиллюстрировано на Фиг. 5B, в результате последовательного соединения шайбы и варистора, уровень напряжения, которое приложено к варистору, понижен.

[00130] Как проиллюстрировано на Фиг. 5A, если значение емкости варистора становится меньше, варистор становится восприимчивым к ESD. Однако за счет последовательного соединения с шайбой, уровень напряжения, которое приложено к варистору, снижен, и, таким образом, повреждение варистора может быть предотвращено при малом значении емкости варистора.

[00131] Как описано выше, в отношении разнообразных вариантов осуществления общей идеи настоящего изобретения, где предусмотрен внешний участок из проводящего материала, внешние ESD/импульсное перенапряжение минимизированы, и предотвращено протекание во внешний участок из проводящего материала и воздействие на пользователя тока утечки, который возникает внутри системы.

[00132] Несмотря на то, что лишь немногие варианты осуществления общей идеи настоящего изобретения были показаны и описаны, специалистам в данной области техники будет понятно, что в эти варианты осуществления могут быть внесены изменения без отступления от принципов и сущности общей идеи изобретения, объем которого определен в прилагаемой формуле изобретения, и их эквивалентов.

1. Электронное устройство, которое содержит: внешний участок из проводящего материала, участок-схему, который включает в себя элементы схемы, и варистор для предотвращения протекания тока утечки, который вытекает из участка-схемы в направлении внешнего участка, во внешний участок, и перевода электростатической составляющей, входящей в него через внешний участок, на заземление участка-схемы, и блок преобразования для снижения уровня напряжения электростатической составляющей и перевода электростатической составляющей с пониженным напряжением на варистор, причем варистор и блок преобразования соединены последовательно, блок преобразования представляет собой одно из: шайбу, резистор и RL-цепь с резистором и индуктором, соединенными параллельно, при этом заземление участка-схемы выполнено с возможностью разряда электростатической составляющей с пониженным напряжением в область за пределами электронного устройства с помощью заземления адаптера.

2. Электронное устройство по п. 1, в котором участок-схема смонтирован на основной плате, а участок-схема защиты смонтирован на вспомогательной плате, которая обеспечена отдельно от основной платы и соединена с участком-схемой на основной плате и внешним участком через проводящую ленту.

3. Электронное устройство по п. 1, в котором участок-схема и участок-схема защиты смонтированы вместе на одной основной плате, и участок-схема защиты подключен последовательно между микросхемой в пластиковом корпусе (РЕМ) и участком-схемой на основной плате, причем РЕМ соединяет внешний участок и основную плату.

4. Электронное устройство по любому из пп. 1-3, в котором внешний участок представляет собой металлический корпус, который окружает участок-схему и участок-схему защиты.

5. Электронное устройство по любому из пп. 1-3, в котором внешний участок представляет собой внешний металлический элемент, прикрепленный к пластиковому корпусу, который окружает участок-схему и участок-схему защиты.

6. Электронное устройство по п. 1, в котором варистор обладает емкостью, равной 5 пФ или менее.

7. Плата, пригодная для использования в электронном устройстве, которая содержит: участок-схему защиты, подключенный между участком-схемой, включающим в себя элементы схемы электронного устройства, и внешним участком из проводящего материала, который формирует внешний вид электронного устройства, причем участок-схема защиты содержит: варистор для предотвращения протекания тока утечки, который вытекает из участка-схемы в направлении внешнего участка, во внешний участок и для перевода входящей в него через внешний участок электростатической составляющей на заземление участка-схемы, и блок преобразования для понижения уровня напряжения электростатической составляющей и для перевода электростатической составляющей с пониженным напряжением на варистор, причем варистор и блок преобразования соединены последовательно, блок преобразования представляет собой одно из: шайбу, резистор и RL-цепь с резистором и индуктором, соединенными параллельно, при этом заземление участка-схемы выполнено с возможностью разряда электростатической составляющей с пониженным напряжением в область за пределами электронного устройства с помощью заземления адаптера.

8. Плата по п. 7, в которой внешний участок представляет собой одно из: металлический корпус, который окружает участок-схему и участок-схему защиты, и внешний металлический элемент, прикрепленный к пластиковому корпусу, который окружает участок-схему и участок-схему защиты.

9. Плата по п. 7, в которой варистор обладает емкостью, равной 5 пФ или менее.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение безопасности.

Изобретение относится к электротехнике и касается преобразования и распределения электрической энергии (ЭЭ), в частности схем и устройств передачи, распределения и преобразования электрической энергии, в том числе аппаратов защиты электрических линий электропередач (ЛЭП) и электрооборудования от грозовых и коммутационных перенапряжений.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к линиям электропередачи (ЛЭП). .

Изобретение относится к системам обнаружения короткого замыкания выключателя, в ответ на образование электрической дуги в защищаемой электрической цепи. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для обеспечения надежного и бесперебойного электроснабжения потребителей от воздействия разрядов молнии.

Изобретение относится к устройствам подачи сигналов тревоги и может быть использовано в интегрированных системах безопасности. .

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение надежной защиты розетки от параллельного дугового замыкания выше по потоку. Розетка с устройством прерывания цепи дугового замыкания (AFCI), обнаруживающая и прерывающая параллельные дуговые замыкания выше по потоку, содержит переключающий элемент, соединенный между линейным и нейтральным проводами в розетке. Розетка также содержит датчик напряжения и датчик тока. Параллельное дуговое замыкание выше по потоку обнаруживается по зарегистрированному падению напряжения и отсутствию соответствующего увеличения тока. После обнаружения дугового замыкания переключающий элемент замыкается, при этом ток протекает через имеющий относительно более низкое сопротивление переключающий элемент, прерывающий подачу мощности через дуговое замыкание. Замкнутый переключающий элемент приводит к состоянию перегрузки по току, инициирующему размыкание традиционного термомагнитного прерывателя цепи выше по потоку. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к системам программного управления. Устройство для защиты управляющего сигнала имеет первый режим работы и второй режим работы и содержит первую клеммную пару, вторую клеммную пару, элемент для временного накапливания электроэнергии и переключающую цепь для управления режимом работы устройства для защиты управляющего сигнала. Первая клеммная пара соединяет указанное устройство для защиты управляющего сигнала с системой управления, которая обеспечивает управляющий сигнал. Вторая клеммная пара соединяет преобразователь с периферийным устройством. В первом режиме работы электрическая энергия сохраняется в накапливающем энергию элементе. Во втором режиме работы электрическая энергия, сохраненная в накапливающем энергию элементе, подается на положительную клемму второй клеммной пары. Также заявлены способ защиты управляющего сигнала и система управления, предназначенная для управления периферийным устройством в системе управления технологическим процессом. Технический результат заключается в повышении надежности системы управления технологическим процессом. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретения относится к электронному устройству и плате, пригодной для использования в электронном устройстве, обладающем схемой защиты от электростатического разряда и тока утечки. Технический результат – минимизация влияния, оказываемого внешним ESDимпульсным перенапряжением, и предотвращение протекания тока утечки, который возникает внутри системы, во внешний участок из проводящего материала и воздействия на пользователя, достигается тем, что электронное устройство включает в себя внешний участок из проводящего материала, участок-схему, который включает в себя элементы схемы, и участок-схему защиты, подключенный между внешним участком и участком-схемой. Участок-схема защиты включает в себя блок переключения для перехвата тока утечки, который вытекает из участка-схемы и утекает во внешний участок, и блок преобразования для понижения уровня напряжения электростатической составляющей, которая протекает через внешний участок, и для перевода электростатической составляющей на блок переключения. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх