一种板载式电磁脉冲抑制保护器

技术领域

本发明涉及电子器件技术领域，尤其涉及一种板载式电磁脉冲抑制保护器。

背景技术

电子信息技术突飞猛进，集成电路成为电子产品的基础元器件，基于大规模集成电路的高端电子设备已经渗透到人类生活的各个方面，成为社会经济不可获取的要素。数字集成电路以指数幂的级数飞速发展，工艺特征尺寸不断缩小，据报道，当今世界顶级芯片已经进入了7纳米的制程工艺。这意味着，越高端的电子设备，其自身的抗扰能力越弱。即使有精密的防护设计，但在不同运行环境下所承受的浪涌或电磁脉冲冲击可能会超过设备本身所能承受的能力。

因此，电子器件如家用电器在使用时巨大的安全隐患，经常可以看到各种由于家用电器的安全问题引发的事故，主要包括烟雾、火灾、甚至爆炸等，这些事故的发生大多与各种保护器失效后未能及时脱离电路相关，而且随着电子信息技术突飞猛进不断发展，电路越来越往集成化、精密化，小型化的方向发展，但是目前各种信号防雷器(浪涌保护器、电涌保护器)，要么体积大，要么模具复杂，开模以及制造方法成本高，不能适用于小型空间安装，导致用户的设备空间也无法缩小，而且成本也居高不下。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息只用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种板载式电磁脉冲抑制保护器，应用场景的惯性思维，解决了长期以来困惑客户使用成本居高不下，体积不能小型化的问题。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种板载式电磁脉冲抑制保护器，它包括从下往上依次设置的第一导电层、第二导电层和第三导电层，在三个导电层的左右两端分别设置有贯穿三个导电层的排针引脚；

在第一导电层中间设置有气体放电管G1和G2，G1和G2与排针引脚连接；在第二导电层上设置有第一电路，第一电路与两端的排针引脚连接，在第三层导电层上设置有第二电路，第二电路与两端的排针引脚连接，第一电路和第二电路与排针引脚之间形成线间、线地的电压突变和浪涌、过电压等起到良好钳制作用。

左端的排针引脚依次均包括P4引脚、P2引脚、PE接地引脚、P1引脚和P3引脚，右端的排针引脚依次均包括P4’引脚、P2’引脚、PE’接地引脚、P1’引脚和P3’引脚；气体放电管G1的一端G1-1引脚与P2’引脚连接，另一端G1-2引脚与P1’引脚连接，中间的G1-PE引脚与PE’接地引脚连接；气体放电管G2的一端G2-1引脚与P4’引脚连接，另一端G2-2引脚与P3’引脚连接，中间G2-PE引脚与PE’接地引脚连接。

所述第一电路包括设置在第二导电层侧端面的退耦电阻R1和R2，第一整流桥、TVS1，ESD二极管D5和D6；退耦电阻R1连接在P2引脚和P2’引脚之间，退耦点R2连接在P1引脚和P1’引脚之间；所述TVS1一端连接ESD二极管D6的正极，另一端连接ESD二极管D5的负极，ESD二极管D6的负极和ESD二极管D5的正极连接PE接地引脚；第一整流桥与P1引脚、P2引脚、退耦电阻R1和R2连接。

所述第一整流桥包括ESD二极管D1、D2、D3和D4；ESD二极管D1的正极连接P2引脚，负极连接ESD二极管D2的负极和ESD二极管D5的负极，ESD二极管D2的正极连接P1引脚；ESD二极管D3的负极连接P2引脚，正极连接ESD二极管D4的正极和ESD二极管D6的正极，ESD二极管D4的负极连接P1引脚。

所述第二电路包括设置在第三导电层侧端面的退耦电阻R3和R4，第二整流桥、TVS2，ESD二极管D11和D12；退耦电阻R3连接在P4引脚和P4’引脚之间，退耦点R4连接在P3引脚和P3’引脚之间；所述TVS2一端连接ESD二极管D12的正极，另一端连接ESD二极管D11的负极，ESD二极管D12的负极和ESD二极管D11的正极连接PE接地引脚；第二整流桥与P3引脚、P4引脚、退耦电阻R3和R4连接。

所述第二整流桥包括ESD二极管D7、D8、D9和D10；ESD二极管D7的正极连接P4引脚，负极连接ESD二极管D8的负极和ESD二极管D11的负极，ESD二极管D8的正极连接P3引脚；ESD二极管D9的负极连接P4引脚，正极连接ESD二极管D10的正极和ESD二极管D12的正极，ESD二极管D10的负极连接P3引脚。

本发明具有以下优点：一种板载式电磁脉冲抑制保护器，体积小，可以直接焊接在PCB板上，减小了集成用户设备的体积，节省了用户成本；结构简单，制造容易，成本低，节省了大量开模费用、产品装配时间和人力成本；保护全面、通流容量大。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的结构第一导电层原理图；

图3为本发明的结构第二导电层原理图；

图4为本发明的结构第三导电层原理图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下结合附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本发明做进一步的描述。

如图1和图2所示，本发明具体涉及一种板载式电磁脉冲抑制保护器，解决了安装空间有限、直接集成在方案集成商的PCB上，不用再额外采用外部保护器，节省设备空间、减小体积、为用户创造巨大的价值，可以广泛适用于各种行业及多种领域，它包括从下往上依次设置的第一导电层、第二导电层和第三导电层，在三个导电层的左右两端分别设置有贯穿三个导电层的排针引脚；

在第一导电层中间设置有气体放电管G1和G2，G1和G2与排针引脚连接；在第二导电层上设置有第一电路，第一电路与两端的排针引脚连接，在第三层导电层上设置有第二电路，第二电路与两端的排针引脚连接，第一电路和第二电路与排针引脚之间形成线间、线地的电压突变和浪涌、过电压等起到良好钳制作用。

其中，第一导电层+第二导电层为2线保护，第一导电层+第二导电层+第三导电层为4线保护。

左端的排针引脚依次均包括P4引脚、P2引脚、PE接地引脚、P1引脚和P3引脚，右端的排针引脚依次均包括P4’引脚、P2’引脚、PE’接地引脚、P1’引脚和P3’引脚；气体放电管G1的一端G1-1引脚与P2’引脚连接，另一端G1-2引脚与P1’引脚连接，中间的G1-PE引脚与PE’接地引脚连接；气体放电管G2的一端G2-1引脚与P4’引脚连接，另一端G2-2引脚与P3’引脚连接，中间G2-PE引脚与PE’接地引脚连接。

其中，G1-1引脚和G1-2引脚对PE接地引脚泄放雷电流，构成一对线保护泄流；G2-1引脚和G2-2引脚对PE接地引脚泄放雷电流，构成一对线保护泄流。

进一步地，如图3所示，第一电路包括设置在第二导电层侧端面的退耦电阻R1和R2，第一整流桥、TVS1，ESD二极管D5和D6；退耦电阻R1连接在P2引脚和P2’引脚之间，退耦点R2连接在P1引脚和P1’引脚之间；所述TVS1一端连接ESD二极管D6的正极，另一端连接ESD二极管D5的负极，ESD二极管D6的负极和ESD二极管D5的正极连接PE接地引脚；第一整流桥与P1引脚、P2引脚、退耦电阻R1和R2连接。

进一步地，第一整流桥包括ESD二极管D1、D2、D3和D4；ESD二极管D1的正极连接P2引脚，负极连接ESD二极管D2的负极和ESD二极管D5的负极，ESD二极管D2的正极连接P1引脚；ESD二极管D3的负极连接P2引脚，正极连接ESD二极管D4的正极和ESD二极管D6的正极，ESD二极管D4的负极连接P1引脚。

P2’引脚连接退耦电阻R1的输入端，退耦电阻R1的输出端分别与瞬态TVS1的靠输入侧一端连接、同时与ESD二极管D1、D2、D5的负极连接，构成一个整流回路一极；P1’引脚连接退耦电阻R2的输入端，退耦电阻R2的输出端分别与瞬态TVS1的靠输出侧一端连接、同时与ESD二极管D3、D4、D6的正极连接，构成一个整流回路一极。然后与前面的一极沟通构成一个整流回路，对线间、线地的电压突变和浪涌、过电压等起到良好钳制作用。

进一步地，如图4所示，第二电路包括设置在第三导电层侧端面的退耦电阻R3和R4，第二整流桥、TVS2，ESD二极管D11和D12；退耦电阻R3连接在P4引脚和P4’引脚之间，退耦点R4连接在P3引脚和P3’引脚之间；所述TVS2一端连接ESD二极管D12的正极，另一端连接ESD二极管D11的负极，ESD二极管D12的负极和ESD二极管D11的正极连接PE接地引脚；第二整流桥与P3引脚、P4引脚、退耦电阻R3和R4连接。

进一步地，第二整流桥包括ESD二极管D7、D8、D9和D10；ESD二极管D7的正极连接P4引脚，负极连接ESD二极管D8的负极和ESD二极管D11的负极，ESD二极管D8的正极连接P3引脚；ESD二极管D9的负极连接P4引脚，正极连接ESD二极管D10的正极和ESD二极管D12的正极，ESD二极管D10的负极连接P3引脚。

P4’引脚连接退耦电阻R3的输入端，退耦电阻R3的输出端分别与瞬态TVS2的靠输入侧一端连接、同时与ESD二极管D7、D8、D11的负极连接，构成一个整流回路的一极；P3’引脚连接退耦电阻R4的输入端，退耦电阻R4的输出端分别与瞬态TVS2的靠输出侧一端连接、同时与ESD二极管D9、D10、D12正极连接，构成一个整流回路的一极；然后与前面的一极沟通构成一个整流回路，对线间、线地的电压突变和浪涌、过电压等起到良好钳制作用。

本发明通过将退耦电阻紧贴于导电层的侧端面设置，可以在体积最小化的同时，不会增加整个产品的厚度。

本发明的工作原理是：气体放电管在气体放电管异常时，能够更加有效准确地将气体放电管产生的电流传递到作为第二级保护的退耦电阻，通过耦合，再逐级传导到作为第三级保护的TVS瞬态二极管和ESD二极管组成的整流，线间、线地全模保护，反应时间快、限制电压低，起到很好的抑制保护效果，以达到保护后端设备的目的。

本发明引领行业朝保护器器件化、集成化、芯片化方向发展，最终实现既能防护外部电磁脉冲干扰，又能为用户解决设计中对结构严苛要求，满足5G、6G和高端精密设备的要求，可以应用到各种行业的集成电路中，也可应用到军事领域。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。