尖峰放电电路及其印刷电路板的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种尖峰放电电路及其印刷电路板，该尖峰放电电路包括第一覆铜块以及第二覆铜块，第一覆铜块和第二覆铜块均为等腰三角形形状，第一覆铜块与第二覆铜块以顶角对顶角的形式对称排布，第一覆铜块的底边中间位置与印刷电路板的过流通道线路相导通，第二覆铜块的底边中间位置与印刷电路板的接地线相导通；当雷电浪涌窜扰进设备过流通道线路上，其雷电浪涌电流流向第一敷铜块的峰尖，第一覆铜块的峰尖释放的电流由第二覆铜块的峰尖接收进而直接释放入地；当过流通道线路因使用而积累静电荷时，静电荷流向第一覆铜块的峰尖，第一覆铜块的峰尖释放的静电荷由第二覆铜块的峰尖接收进而直接释放入地。
【专利说明】
尖峰放电电路及其印刷电路板
技术领域
[0001]本发明涉及印刷电路板的技术领域，尤其涉及一种设计在印制电路板(PCB)上的物理特性的尖峰放电电路及其印刷电路板。
【背景技术】
[0002]在CATVHFC系统中的传输设备，如放大器、光工作站等设备，由于雷电等自然现象引起的雷电浪涌，窜扰进CATV HFC系统的传输线缆及电源线，这是一种瞬变感应强电压雷击(或电流)，俗称感应雷。这种过电压(或过电流)称为浪涌电压(或浪涌电流)。雷电浪涌严重危害CATV HFC系统传输设备的工作安全。防止浪涌危害一直是关系电子设备安全可靠运行的核心问题。为了避免雷电浪涌损害设备，一般采用在传输设备的输入、输出端口的过流通道设置电子保护器件的防御措施，即将浪涌电压在非常短的时间内与地短接，使浪涌电流分流入地，达到削弱和消除过电压、过电流的目的，从而起到保护设备安全运行的作用。
[0003]常用的电子保护器件如下:
1、气体放电管(⑶T)
其原理是当气体放电管两个电极间的电位差达到一定程度时，间隙被击穿打火放电，由此将过电流释放入地。
[0004]优点:放电能力强，通流容量大(可做到10kA以上)，漏电流小；
缺点:残压高(2?4kv)，反应时间慢(< 10ns)，有跟随电流(续流)。
[0005]2、金属氧化物压敏电阻(MOV)
该器件在一定温度下，导电性能随电压的增加而急剧增大。它是一种以氧化锌为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻。没有过压时呈高阻值状态，一旦过电压，立即将电压限制到一定值，其阻抗突变为低值。
[0006]优点:通流容量大，残压较低，反应时间较快(<50ns)，无跟随电流(续流)；
缺点:漏电流较大，老化速度相对较快。
[0007]3、瞬态抑制二极管(TVS)
是一种专门用于抑制过电压的器件，其核心部分是具有较大截面积的PN结，该PN结工作在雪崩状态时，具有较强的脉冲吸收能力。
[0008]优点:残压低，动作精度高，反应时间快(〈1ns)，无跟随电流(续流)；
缺点:耐流能力差，通流容量小，一般只有几百安培。
[0009]以上保护器件的共同特点为器件在阈值电压以下都呈现高阻抗，一旦超过阈值电压，则阻抗便急剧下降，都对浪涌电压有一定的抑制作用。但各自都有缺点，因此根据具体的应用场合，一般采用上述器件中的一个或者几个来组合相应的保护电路。
[0010]安士(OZ)既是重量单位(盎司)又是长度单位，作为长度单位时，1Z代表PCB的铜箔厚度约为36μηι，来源于把1Z重的8.9g/cm3密度的纯铜平铺到I平方英尺(=144inches)的面积上所形成的厚度。
[0011]本发明印制电路板尖峰放电电路具有以上所述几种电子保护器件的保护作用，因其是一种设计在印制电路板(PCB)上的物理特性的尖峰放电电路，不会增加设备材料成本的，所以是一种无成本的设计。
【发明内容】
[0012]针对上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种结构简单、操作方便的尖峰放电电路及其印刷电路板。
[0013]为了达到上述目的，本发明一种尖峰放电电路，包括第一覆铜块以及第二覆铜块，所述第一覆铜块和第二覆铜块均为等腰三角形形状，第一覆铜块与第二覆铜块以顶角对顶角的形式对称排布，所述第一覆铜块的底边中间位置与印刷电路板的过流通道线路相导通，所述第二覆铜块的底边中间位置与印刷电路板的接地线相导通;所述第一覆铜块与第二覆铜块均固定在印刷电路板的表面，且所述第一覆铜块的顶角与第二覆铜块的顶角相对形成相应的峰尖，当雷电浪涌窜扰进设备过流通道线路上，其雷电浪涌电流流向第一敷铜块的峰尖，第一覆铜块的峰尖释放的电流由第二覆铜块的峰尖接收进而直接释放入地；当过流通道线路因使用而积累静电荷时，静电荷流向第一覆铜块的峰尖，第一覆铜块的峰尖释放的静电荷由第二覆铜块的峰尖接收进而直接释放入地。
[0014]其中，所述第一覆铜块和第二覆铜块的大小相等，且顶角与顶角之间的间距为
0.15 ± 0.0lmm;所述第一覆铜块和第二覆铜块的所有边长均大于或等于4mm，所述第一覆铜块和第二覆铜块的厚度均大于或等于I安士。
[0015]其中，在印刷电路板喷涂绿油的过程中，所述第一覆铜块和第二覆铜块上放置有阻焊层，进而对第一覆铜块以及第二覆铜块进行阻焊处理，使第一覆铜块与第二覆铜块裸
Mo
[0016]本发明一种带尖峰放电电路的印刷电路板，包括尖峰放电电路、交流电及射频电流的电源输入接口以及开关电源AC输入接口，所述尖峰放电电路包括第一覆铜块以及第二覆铜块，所述第一覆铜块和第二覆铜块均为等腰三角形形状;所述电源输入接口的电流输出端分别与开关电源AC输入接口的输入端、第一覆铜块底边的中间位置以及接地线相连，所述第二覆铜块底边的中间位置与接地线相连;所述第一覆铜块与第二覆铜块均固定在印刷电路板的表面，且所述第一覆铜块的顶角与第二覆铜块的顶角相对形成相应的峰尖；当雷电浪涌窜扰进电源输入接口中时，其雷电浪涌电流流向第一敷铜块的峰尖，第一覆铜块的峰尖释放的电流由第二覆铜块的峰尖接收进而直接释放入地，所述开关电源AC输入接口的输出电流即为安全电流;当电源输入接口与开关电源AC输入接口之间的传输线缆因长时间的使用而积累静电荷时，静电荷流向第一覆铜块的峰尖，第一覆铜块的峰尖释放的静电荷由第二覆铜块的峰尖接收进而直接释放入地。
[0017]其中，在尖峰放电电路中的第一覆铜块和第二覆铜块大小相等，第一覆铜块与第二覆铜块以顶角对顶角的形式对称排布，且顶角与顶角之间的间距为0.15±0.0lmm;所述第一覆铜块和第二覆铜块的所有边长均大于或等于4mm，所述第一覆铜块和第二覆铜块的厚度均大于或等于I安士。
[0018]其中，在印刷电路板喷涂绿油的过程中，所述第一覆铜块和第二覆铜块上放置有阻焊层，进而对第一覆铜块以及第二覆铜块进行阻焊处理，使第一覆铜块与第二覆铜块裸
Mo
[0019]其中，该印刷电路板上还开设有气体放电管，所述气体放电管的输入端与电源输入接口的电流输出端相连，所述气体放电光的输出端与接地线相连；当气体放电管的两极间产生足够大的电量时，两极之间的极间间隙被放电击穿，这时气体放电管便由绝缘状态转变成为导电状态，进而降低两极间的电压。
[0020]其中，该印刷电路板上还开设有扼流电感，所述扼流电感的输入端与电源输入接口的电流输出端相连，所述扼流电感的输出端分别与气体放电管的输入端、尖峰放电电路的输入端以及开关电源AC输入接口的输入端相连，经过扼流电感滤波后的电流从开关电源AC输入接口传递出。
[0021]其中，该印刷电路板上还开设有旁路电容，所述旁路电容的输入端与扼流电感的输出端相连，所述旁路电容的输出端接地。
[0022]其中，该印刷电路板上还开设有隔离电容，所述隔离电容的输入端与电源输入接口的电流输出端相连，所述隔离电容的输出端经过隔离交流电后与射频电流输出端相连。
[0023]本发明的有益效果是:
与现有技术相比，本发明的尖峰放电电路中的第一覆铜块和第二覆铜块均为等腰三角形形状，其顶角对顶角，形成相对应的峰尖。第一覆铜块的底边中间位置与印刷电路板的过流通道线路相导通，第二覆铜块的底边中间位置与印刷电路板的接地线相导通。当雷电浪涌窜扰进设备过流通道线路上，其雷电浪涌电流流向第一敷铜块的峰尖，第一覆铜块的峰尖释放的电流由第二覆铜块的峰尖接收进而直接释放入地；当过流通道线路因长时间的使用而积累静电荷时，静电荷流向第一覆铜块的峰尖，第一覆铜块的峰尖释放的静电荷由第二覆铜块的峰尖接收进而直接释放入地。
[0024]本发明适用于CATV传输设备产品中，是一种设计在印制电路板上的物理特性的尖峰放电电路，可提高CATV HFC系统中放大器、光工作站等设备的抗雷击能力。也可应用在其他电子设备与网络线路上，避免由于雷电等自然现象引起的雷电浪涌电压损害电子设备，从而起到保护电子设备安全运行的作用。本发明的尖峰放电电路实施简单、创意新颖、零成本。
【附图说明】
[0025]图1为本发明尖峰放电电路的结构示意图；
图2为本发明印刷电路板的原理示意图。
[0026]主要元件符号说明如下:
1、尖峰放电电路2、开关电源AC输入接口
I1、第一覆铜块12、第二覆铜块 Pl、电源输入接口 Ml、气体放电管 L1、扼流电感 Cl、旁路电容
C2、隔离电容RF 0UT、射频电流输出端。
【具体实施方式】
[0027]为了更清楚地表述本发明，下面结合附图对本发明作进一步地描述。
[0028]参阅图1，本发明一种尖峰放电电路I，包括第一覆铜块11以及第二覆铜块12，所述第一覆铜块11和第二覆铜块12均为等腰三角形形状，第一覆铜块11与第二覆铜块12以顶角对顶角的形式对称排布，第一覆铜块11的底边中间位置与印刷电路板的过流通道线路相导通，第二覆铜块12的底边中间位置与印刷电路板的接地线相导通;第一覆铜块11与第二覆铜块12均固定在印刷电路板的表面，且第一覆铜块11的顶角与第二覆铜块12的顶角相对形成相应的峰尖，当雷电浪涌窜扰进设备过流通道线路上，其雷电浪涌电流流向第一敷铜块的峰尖，第一覆铜块11的峰尖释放的电流由第二覆铜块12的峰尖接收进而直接释放入地；当过流通道线路因使用而积累静电荷时，静电荷流向第一覆铜块11的峰尖，第一覆铜块11的峰尖释放的静电荷由第二覆铜块12的峰尖接收进而直接释放入地。
[0029]相较于现有技术，本发明的尖峰放电电路I中的第一覆铜块11和第二覆铜块12均为等腰三角形形状，其顶角对顶角，形成相对应的峰尖。第一覆铜块11的底边中间位置与印刷电路板的过流通道线路相导通，第二覆铜块12的底边中间位置与印刷电路板的接地线相导通。当雷电浪涌窜扰进设备过流通道线路上，其雷电浪涌电流流向第一敷铜块的峰尖，第一覆铜块11的峰尖释放的电流由第二覆铜块12的峰尖接收进而直接释放入地;当过流通道线路因长时间的使用而积累静电荷时，静电荷流向第一覆铜块11的峰尖，第一覆铜块11的峰尖释放的静电荷由第二覆铜块12的峰尖接收进而直接释放入地。
[0030]本发明适用于CATV传输设备产品中，是一种设计在印制电路板上的物理特性的尖峰放电电路I，可提高CATV HFC系统中放大器、光工作站等设备的抗雷击能力。也可应用在其他电子设备与网络线路上，避免由于雷电等自然现象引起的雷电浪涌电压损害电子设备，从而起到保护电子设备安全运行的作用。
[0031]在本实施例中，第一覆铜块11和第二覆铜块12的大小相等，且顶角与顶角之间的间距为0.15 ±0.0lmm;第一覆铜块11和第二覆铜块12的所有边长均大于或等于4mm，第一覆铜块11和第二覆铜块12的厚度均大于或等于I安士。峰尖之间的间距控制在0.15mm左右，间距过大起不到尖峰放电的作用；间距过小容易造成短路及出现火花现象。
[0032]在本实施例中，在印刷电路板喷涂绿油的过程中，第一覆铜块11和第二覆铜块12上放置有阻焊层，进而对第一覆铜块11以及第二覆铜块12进行阻焊处理，使第一覆铜块11与第二覆铜块12裸露。
[0033 ]进一步参阅图2，本发明一种带尖峰放电电路的印刷电路板，包括尖峰放电电路1、交流电及射频电流的电源输入接口 PI以及开关电源AC输入接口 2，尖峰放电电路I包括第一覆铜块11以及第二覆铜块12，第一覆铜块11和第二覆铜块12均为等腰三角形形状；电源输入接口 Pl的电流输出端分别与开关电源AC输入接口 2的输入端、第一覆铜块11底边的中间位置以及接地线相连，第二覆铜块12底边的中间位置与接地线相连;第一覆铜块11与第二覆铜块12均固定在印刷电路板的表面，且第一覆铜块11的顶角与第二覆铜块12的顶角相对形成相应的峰尖；当雷电浪涌窜扰进电源输入接口Pl中时，其雷电浪涌电流流向第一敷铜块的峰尖，第一覆铜块11的峰尖释放的电流由第二覆铜块12的峰尖接收进而直接释放入地，开关电源AC输入接口 2的输出电流即为安全电流；当电源输入接口 PI与开关电源AC输入接口 2之间的传输线缆因长时间的使用而积累静电荷时，静电荷流向第一覆铜块11的峰尖，第一覆铜块11的峰尖释放的静电荷由第二覆铜块12的峰尖接收进而直接释放入地。
[0034]在本实施例中，在尖峰放电电路I中的第一覆铜块11和第二覆铜块12大小相等，第一覆铜块11与第二覆铜块12以顶角对顶角的形式对称排布，且顶角与顶角之间的间距为0.15±0.0lmm;第一覆铜块11和第二覆铜块12的所有边长均大于或等于4mm，第一覆铜块11和第二覆铜块12的厚度均大于或等于I安士。
[0035]在本实施例中，在印刷电路板喷涂绿油的过程中，第一覆铜块11和第二覆铜块12上放置有阻焊层，进而对第一覆铜块11以及第二覆铜块12进行阻焊处理，使第一覆铜块11与第二覆铜块12裸露。
[0036]在本实施例中，该印刷电路板上还开设有气体放电管Ml，气体放电管Ml的输入端与电源输入接口Pl的电流输出端相连，气体放电光的输出端与接地线相连；当气体放电管Ml的两极间产生足够大的电量时，两极之间的极间间隙被放电击穿，这时气体放电管Ml便由绝缘状态转变成为导电状态，进而降低两极间的电压。
[0037]在本实施例中，该印刷电路板上还开设有扼流电感LI，扼流电感LI的输入端与电源输入接口 Pl的电流输出端相连，扼流电感LI的输出端分别与气体放电管Ml的输入端、尖峰放电电路I的输入端以及开关电源AC输入接口 2的输入端相连，经过扼流电感LI滤波后的电流从开关电源AC输入接口 2传递出。
[0038]在本实施例中，该印刷电路板上还开设有旁路电容Cl，旁路电容Cl的输入端与扼流电感LI的输出端相连，旁路电容Cl的输出端接地。
[0039]在本实施例中，该印刷电路板上还开设有隔离电容C2，隔离电容C2的输入端与电源输入接口 Pl的电流输出端相连，隔离电容C2的输出端经过隔离交流电后与射频电流输出端RF OUT相连。
[0040]以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种尖峰放电电路，其特征在于，包括第一覆铜块以及第二覆铜块，所述第一覆铜块和第二覆铜块均为等腰三角形形状，第一覆铜块与第二覆铜块以顶角对顶角的形式对称排布，所述第一覆铜块的底边中间位置与印刷电路板的过流通道线路相导通，所述第二覆铜块的底边中间位置与印刷电路板的接地线相导通;所述第一覆铜块与第二覆铜块均固定在印刷电路板的表面，且所述第一覆铜块的顶角与第二覆铜块的顶角相对形成相应的峰尖，当雷电浪涌窜扰进设备过流通道线路上，其雷电浪涌电流流向第一敷铜块的峰尖，第一覆铜块的峰尖释放的电流由第二覆铜块的峰尖接收进而直接释放入地;当过流通道线路因使用而积累静电荷时，静电荷流向第一覆铜块的峰尖，第一覆铜块的峰尖释放的静电荷由第二覆铜块的峰尖接收进而直接释放入地。2.根据权利要求1所述的尖峰放电电路，其特征在于，所述第一覆铜块和第二覆铜块的大小相等，且顶角与顶角之间的间距为0.15±0.0lmm;所述第一覆铜块和第二覆铜块的所有边长均大于或等于4_，所述第一覆铜块和第二覆铜块的厚度均大于或等于I安士。3.根据权利要求2所述的尖峰放电电路，其特征在于，在印刷电路板喷涂绿油的过程中，所述第一覆铜块和第二覆铜块上放置有阻焊层，进而对第一覆铜块以及第二覆铜块进行阻焊处理，使第一覆铜块与第二覆铜块裸露。4.一种带尖峰放电电路的印刷电路板，其特征在于，包括尖峰放电电路、交流电及射频电流的电源输入接口以及开关电源AC输入接口，所述尖峰放电电路包括第一覆铜块以及第二覆铜块，所述第一覆铜块和第二覆铜块均为等腰三角形形状;所述电源输入接口的电流输出端分别与开关电源AC输入接口的输入端、第一覆铜块底边的中间位置以及接地线相连，所述第二覆铜块底边的中间位置与接地线相连;所述第一覆铜块与第二覆铜块均固定在印刷电路板的表面，且所述第一覆铜块的顶角与第二覆铜块的顶角相对形成相应的峰尖;当雷电浪涌窜扰进电源输入接口中时，其雷电浪涌电流流向第一敷铜块的峰尖，第一覆铜块的峰尖释放的电流由第二覆铜块的峰尖接收进而直接释放入地，所述开关电源AC输入接口的输出电流即为安全电流；当电源输入接口与开关电源AC输入接口之间的传输线缆因长时间的使用而积累静电荷时，静电荷流向第一覆铜块的峰尖，第一覆铜块的峰尖释放的静电荷由第二覆铜块的峰尖接收进而直接释放入地。5.根据权利要求4所述的带尖峰放电电路的印刷电路板，其特征在于，在尖峰放电电路中的第一覆铜块和第二覆铜块大小相等，第一覆铜块与第二覆铜块以顶角对顶角的形式对称排布，且顶角与顶角之间的间距为0.15 ± 0.0lmm;所述第一覆铜块和第二覆铜块的所有边长均大于或等于4_，所述第一覆铜块和第二覆铜块的厚度均大于或等于I安士。6.根据权利要求5所述的带尖峰放电电路的印刷电路板，其特征在于，在印刷电路板喷涂绿油的过程中，所述第一覆铜块和第二覆铜块上放置有阻焊层，进而对第一覆铜块以及第二覆铜块进行阻焊处理，使第一覆铜块与第二覆铜块裸露。7.根据权利要求4所述的带尖峰放电电路的印刷电路板，其特征在于，该印刷电路板上还开设有气体放电管，所述气体放电管的输入端与电源输入接口的电流输出端相连，所述气体放电光的输出端与接地线相连；当气体放电管的两极间产生足够大的电量时，两极之间的极间间隙被放电击穿，这时气体放电管便由绝缘状态转变成为导电状态，进而降低两极间的电压。8.根据权利要求7所述的带尖峰放电电路的印刷电路板，其特征在于，该印刷电路板上还开设有扼流电感，所述扼流电感的输入端与电源输入接口的电流输出端相连，所述扼流电感的输出端分别与气体放电管的输入端、尖峰放电电路的输入端以及开关电源AC输入接口的输入端相连，经过扼流电感滤波后的电流从开关电源AC输入接口传递出。9.根据权利要求8所述的带尖峰放电电路的印刷电路板，其特征在于，该印刷电路板上还开设有旁路电容，所述旁路电容的输入端与扼流电感的输出端相连，所述旁路电容的输出端接地。10.根据权利要求9所述的带尖峰放电电路的印刷电路板，其特征在于，该印刷电路板上还开设有隔离电容，所述隔离电容的输入端与电源输入接口的电流输出端相连，所述隔离电容的输出端经过隔离交流电后与射频电流输出端相连。
【文档编号】H05K1/02GK105960088SQ201610314905
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】蔡跃元
【申请人】深圳华正达电子有限公司