双模式工作的esd防护电路及其泄流电路的制作方法

文档序号:7410567阅读:213来源:国知局
双模式工作的esd防护电路及其泄流电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种双模式工作的ESD防护电路及其泄流电路,泄流电路封装在SOT-23-3内。ESD防护电路包括:第一泄流保护组,用于高耐压情况下的泄流保护;第二泄流保护组,用于低耐压情况下的泄流保护;包括接线端子,耦接于要保护的IC之上;温度感应电路,用于感应被保护IC的内部温度;湿度感应电路,用于感应被保护IC的内部湿度;上述泄流电路,用于电路的泄流;开关电路,用于控制第二泄流开关组的工作状态。是采用以上方式,可以在IC芯片正常工作时采用600V的耐压泄流电路接入ESD保护电路,不会影响到IC芯片正常工作,在IC芯片温度或湿度任一超出预设值时,采取400V的耐压泄流电路接入ESD保护电路,从而提高了ESD保护电路的安全性能。
【专利说明】双模式工作的ESD防护电路及其泄流电路

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种ESD防护电路,更具体地说,它涉及一种双模式工作的ESD防护电路及其泄流电路。

【背景技术】
[0002]ESD (Electro-Static discharge)的意思是“静电释放”。ESD是20世纪中期以来形成的以研究静电的产生、危害及静电防护等的学科。
[0003]我国已经成为电子产品的加工基地,在珠三角、长三角集中了众多的电子产品加工企业。这些企业的ESD控制工作绝大多数没有按照美国标准建立ESD20.20方案,工厂的ESD控制工作无非是购买防静电工作服和手腕带这些简单的ESD用品,距离ESD20.20标准有很大的差距。很多企业在遇到国外的大客户现场稽核时,往往在做了精心的准备之后,却还是因为ESD问题被拒之门外。ESD技术水平的提高是整个电子行业的当务之急,ESD体系标准的推广和普及任务艰巨。静电是一种客观存在的自然现象,产生的方式多种,如接触、摩擦、电器间感应等。静电的特点是长时间积聚、高电压、低电量、小电流和作用时间短的特点。人体自身的动作或与其他物体的接触,分离,摩擦或感应等因素,可以产生几千伏甚至上万伏的静电。静电在多个领域造成严重危害。摩擦起电和人体静电是电子工业中的两大危害,常常造成电子电器产品运行不稳定,甚至损坏。生产过程中静电防护的主要措施为静电泄露、耗散、中和、增湿,屏蔽与接地。人体静电防护系统主要有防静电手腕带、脚腕带、脚跟带、工作服、鞋袜、帽、手套或指套等组成,具有静电泄放,中和与屏蔽等功能。静电防护工作是一项长期的系统工程,任何环节的失误或疏漏,都将导致静电防护工作的失败。
[0004]目前,市场上的EDS防护电路都以TVS管为主,因为其当TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时,它能以极高的速度(最高达1*10-12秒)使其阻抗骤然降低,同时吸收一个大电流,将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上,从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏。TVS的反应速度绝对比RC回路快的多10s-12s,可不用考虑TVS的击穿电压VBR,反向临界电压VWM,最大峰值脉冲电流IPP和最大箝位电压VC及峰值脉冲功率PP0选择VWM等于或大于电路工作电压,VC为小于保护器件的耐压值,能测量最好(IPP),或估计出脉冲的功率,选功率较大的TVS。所以TVS管的耐压值常常是我们设计EDS防护电路时最头疼的问题,如果TVS管耐压值较高,正常情况下可以完成泄流,但是比如被保护的IC湿度、温度较高时,较低的能量冲击仍然可能导致被保护的IC烧坏。但是一旦TVS管耐压值设置过低,可能会在被保护的IC正常工作的情况下泄流,影响被保护的IC的工作效率。TVS管无法根据坏境改变耐压值,仍然有可能导致被保护的IC烧坏或者影响被保护IC工作效率的不足。
实用新型内容
[0005]针对现有技术存在的不足,本实用新型提供了一种双模式工作的ESD防护电路及其泄流电路。
[0006]为实现上述目的,本实用新型提供了如下技术方案:一种泄流电路,其特征在于:封装在S0T-23-3内,封装上设置有第一、第二、第三管脚,包括:第一泄流保护组,一端耦接于第一管脚,另一端耦接于第三管脚,用于高耐压情况下的泄流保护;第二泄流保护组,一端耦接于第二管脚,另一端耦接于第三管脚,用于低耐压情况下的泄流保护。
[0007]当所需要较高耐压值的泄流保护组时,就可以使第一泄流保护组接入电路,当所需要较低耐压值的泄流保护组时,就可以使第二泄流保护组接入电路,这样一来,可以使接入电路的耐压值有两种档位可供选择,同时封装在同一芯片中,可以在使用该泄流电路拆装接线更加灵活,也大大提高了生产效率。
[0008]本实用新型还可以进一步设置为:第一泄流保护组包括:第一 TVS管,其阴极耦接于第一管脚;第二TVS管,其阳极耦接于第一TVS管阳极,其阴极耦接于第三管脚,第二泄流保护组包括:第三TVS管,其阴极耦接于第二管脚;第四TVS管,其阳极耦接于第三TVS管阳极,其阴极耦接于第三管脚;第一、第二 TVS管耐压值要高于第三、第四TVS管耐压值。
[0009]当TVS 二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时,它能以10-12秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电压钳位于一个预定值,有效地保护电路中的整流开关电路不会烧坏。
[0010]为实现上述目的,本实用新型提供了另一种技术方案:一种双模式工作的ESD防护电路,包括:接线端子,耦接于要保护的IC之上;温度感应电路,耦接于直流电源,用于感应被保护IC的内部温度;湿度感应电路,耦接于直流电源,用于感应被保护IC的内部湿度;上述泄流电路,其第三管脚耦接地,第一管脚耦接于接线端子,用于电路的泄流;开关电路,耦接于第二管脚与接线端子之间,用于控制第二泄流开关组的工作状态。
[0011]这样一来,可以通过温度感应电路和湿度感应电路实时监听被保护的IC芯片的内部温度和湿度,一旦温度和湿度超出了预设值,感应电路控制开关电路的开关状态,从而改变泄流电路的工作状态。达到了使泄流电路工作在两种模式的目的,从而避免了被保护IC烧坏或者效率受到影响。
[0012]本实用新型还可以进一步设置为:温度感应电路包括:负温度系数热敏电阻,其一端耦接于电源,第一继电器线圈,其一端耦接于负温度系数热敏电阻,另一端耦接地,如果被保护IC内部温度升高,会引起负温度系数热敏电阻的阻值减小,第一继电器线圈的电流变大,控制上述开关电路导通或关断,从而起到了对被保护IC内部温度实时监听的效果O
[0013]本实用新型还可以进一步设置为:湿度感应电路包括:负湿度系数湿敏电阻,其一端耦接于电源,第二继电器线圈,其一端耦接于负湿度系数热敏电阻,另一端耦接地,如果被保护IC内部温度升高,会引起负湿度系数湿敏电阻的阻值减小,第二继电器线圈的电流变大,控制上述开关电路导通或关断,从而起到了对被保护IC内部湿度实时监听的效果O
[0014]本实用新型还可以进一步设置为:所述开关电路包括:第一继电器开关,状态设置为常开,响应于第一继电器线圈动作,一端耦接于第二管脚,另一端耦接于接线端子;第二继电器开关,状态设置为常开,响应于第二继电器线圈动作,一端耦接于第二管脚,另一端耦接于接线端子。第三继电器开关,状态设置为常闭,响应于第一继电器线圈动作,一端耦接于第一管脚,另一端耦接于接线端子;第四继电器开关,状态设置为常闭,响应于第二继电器线圈动作,一端耦接于第一管脚,另一端耦接于接线端子。
[0015]一旦湿度或者温度任意一个超过预设值,相应电阻阻值减小导致流过继电器线圈的电流增大,对相应继电器开关产生吸合作用,改变相应继电器开关状态,使第二泄流保护组与接线端子导通,第一泄流保护组与接线端子断开,给予这个保护线路一个较低的电压耐压标准,在这两种容易使IC内部烧坏的环境状态下,使泄流开关组更加敏感,从而起到更好的保护作用;当温度和湿度都正常时,相应电阻阻值回到原来的状态,流过继电器线圈的电流减小,所以继电器开关都回到原来状态,使第一泄流保护组与接线端子导通,第二泄流保护组与接线端子断开,给予这个保护线路一个较高的电压耐压标准,正常工作环境下,不会在不需要保护的情况下给IC内部予以保护,从而提高了 IC芯片的工作效率。

【专利附图】

【附图说明】
[0016]图1为本实用新型双模式工作的ESD防护电路及其泄流电路的电路图;
[0017]【专利附图】
附图
【附图说明】:1_3、封装管脚4、泄流电路;5、温度感应电路;6、湿度感应电路;7、开关电路;D1、第一 TVS管;D2、第二 TVS管;D3、第三TVS管;D4、第四TVS管;KM1、第一继电器线圈;KM2、第二继电器线圈;kml、第一继电器开关;km2、第二继电器开关;km3、第三继电器开关;km4、第四继电器开关;R1、负温度系数热敏电阻;R2、负湿度系数湿敏电阻。

【具体实施方式】
[0018]参照图1对本实用新型的内部电路实施例做进一步说明。
[0019]一种双模式工作的ESD防护电路及其泄流电路;
[0020]其中泄流电路4封装在S0T-23-3中,封装设有三个管脚,管脚编号分别为1_3。
[0021]封装内部电路:管脚I接于第一 TVS管Dl阴极,第一 TVS管Dl阳极接于第二 TVS管D2阳极,第二 TVS管D2阴极接于管脚3,第一 D1、第二 TVS管D2的耐压值为600V,这样一来管脚1、管脚3、第一 D1、第二 TVS管D2构成了第一泄流保护组,其耐压值较高,管脚2接于第三TVS管D3阴极,第三TVS管D3阳极接于第四TVS管D4阳极,第四TVS管D4阴极接于管脚3,第三D3、第四TVS管D4的耐压值为400V,这样一来管脚2、管脚3、第三D3、第四TVS管D4构成了第二泄流保护组,其耐压值较低。
[0022]封装外部电路:管脚3接地,管脚I接于第三继电器开关km3和第四继电器开关km4,这两个开关均设置为常闭状态,受感应电路控制动作。管脚2接于第一继电器开关kml和第二继电器开关km2,这两个开关设置为常开状态,也受感应电路控制动作;四个开关的拨片均连接在接线端子上,这样一来,若感应电路中无感应电流产生,那么继电器开关维持原来状态,也就是第一泄流保护组与接线端子导通,第二泄流保护组与接线端子断开,此时ESD防护电路耐压值为600V。若感应电路中有感应电流产生,那么第一 kml、第二继电器开关km2闭合,第三km3、第四继电器开关km4断开,也就是第二泄流保护组与接线端子导通,第一泄流保护组与接线端子断开,此时ESD防护电路的耐压值为400V。
[0023]感应电路:一端接直流电源,另一端接地。电源端接负温度系数热敏电阻R1,负温度系数热敏电阻Rl另一端接于第一继电器线圈的一端KM1,且设置在IC芯片内部,就可以实时监听IC芯片内部的温度,第一继电器线圈KMl的另一端接地,其位置设置在第三继电器开关km3和第一继电器开关kml旁,这样负温度系数热敏电阻Rl和第一继电器线圈KMl就构成了温度感应电路5,当负温度系数热敏电阻Rl温度升高时,其阻值减小,第一继电器线圈KMl内产生感应电流,就可以通过电磁感应改变第一 kml、第三继电器开关km3状态;。电源端还接有负湿度系数湿敏电阻R2,且设置在IC芯片内部,就可以实时监听IC芯片内部的湿度。负湿度系数湿敏电阻R2另一端接于第二继电器线圈KM2的一端,第二继电器线圈KM2的另一端接地,其位置设置在第四继电器开关km4和第二继电器开关km2旁,这样负湿度系数热敏电阻R2和第二继电器线圈KM2构成了湿度感应电路6,当负湿度系数湿敏电阻R2湿度升高时,阻值减小,第二级继电器线圈KM2内产生感应电流,就可以通过电磁感应改变第二 km2、第四继电器开关km4状态;
[0024]采用以上方式,可以在IC芯片正常工作时采用600V的耐压泄流电路4接入ESD保护电路,不会影响到IC芯片正常工作,在IC芯片温度或湿度任一超出预设值时,采取400V的耐压泄流电路4接入ESD保护电路,从而提高了 ESD保护电路的安全性能。
[0025]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出,对于本【技术领域】的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种泄流电路,其特征在于:封装在S0T-23-3内,封装上设置有第一、第二、第三管脚,包括: 第一泄流保护组,一端耦接于第一管脚,另一端耦接于第三管脚,用于高耐压值情况下的泄流保护; 第二泄流保护组,一端耦接于第二管脚,另一端耦接于第三管脚, 用于低耐压值情况下的泄流保护。
2.根据权利要求1所述的一种泄流电路,其特征在于:所述第一泄流保护组包括: 第一 TVS管,其阴极耦接于第一管脚; 第二 TVS管,其阳极耦接于第一 TVS管阳极,其阴极耦接于第三管脚; 其中第一、第二 TVS管耐压值相同。
3.根据权利要求1所述的一种泄流电路,其特征在于:所述第二泄流保护组包括: 第三TVS管,其阴极耦接于第二管脚; 第四TVS管,其阳极耦接于第三TVS管阳极,其阴极耦接于第三管脚; 其中第三、第四TVS管耐压值相同,且低于第一、第二 TVS管的耐压值。
4.一种双模式工作的ESD防护电路,其特征在于:包括: 接线端子,耦接于要保护的IC之上; 温度感应电路,耦接于直流电源,用于感应被保护IC的内部温度; 湿度感应电路,耦接于直流电源,用于感应被保护IC的内部湿度; 如权利要求1至3任意一项所述的泄流电路,其第三管脚耦接地,第一管脚耦接于耦接线端子,用于电路的泄流; 开关电路,耦接于第二管脚与耦接线端子之间,用于控制第二泄流开关组的工作状态。
5.根据权利要求4所述的一种双模式工作的ESD防护电路,其特征在于:所述温度感应电路包括: 负温度系数热敏电阻,其一端耦接于电源; 第一继电器线圈,其一端耦接于负温度系数热敏电阻,另一端耦接地。
6.根据权利要求4所述的一种双模式工作的ESD防护电路,其特征在于:所述温度感应电路包括: 负湿度系数湿敏电阻,其一端耦接于电源; 第二继电器线圈,其一端耦接于负湿度系数湿敏电阻,另一端耦接地。
7.根据权利要求4所述的一种双模式工作的ESD防护电路,其特征在于:所述开关电路包括: 第一继电器开关,响应于第一继电器线圈,一端耦接于第二管脚,另一端耦接于接线端子; 第二继电器开关,响应于第二继电器线圈,一端耦接于第二管脚,另一端耦接于接线端子; 第三继电器开关,响应于第一继电器线圈,一端耦接于第一管脚,另一端耦接于接线端子; 第四继电器开关,响应于第二继电器线圈,一端耦接于第一管脚,另一端耦接于接线端子。
【文档编号】H02H9/04GK203983983SQ201420472910
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月21日 优先权日:2014年8月21日
【发明者】郑石磊, 郑振军, 吴建国, 潘逸龙, 毛维琴 申请人:浙江东和电子科技有限公司
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