電力自動抄表系統(tǒng)PCB靜電防護設(shè)計

這里簡要介紹居民電表集中抄表系統(tǒng)接口電路的PCB，在設(shè)計階段的電防護問題，分析了PCB板靜電防護的基本原理。在此基礎(chǔ)上給出集中抄表系統(tǒng)接口電路PCB的布局及單板之間通訊接口靜電防護的實現(xiàn)

1．引言

    電力系統(tǒng)的計量設(shè)備對電磁兼容(EMC)有嚴(yán)格的要求，為保證設(shè)備穩(wěn)定可靠地工作，相關(guān)部門對計量設(shè)備進行電磁兼容性強制檢測并要求通過。產(chǎn)品進行靜電防護設(shè)計時，需要從設(shè)計初期進行考慮，從原理圖設(shè)計、元器件選擇、PCB設(shè)計時就進行靜電防護設(shè)計。本文將分析靜電對PCB上器件的影響，以及在實際PCB設(shè)計工作中應(yīng)對的方法。

2．靜電放電影響設(shè)備的途徑

    靜電放電主要通過輻射干擾和傳導(dǎo)干擾的形式危害設(shè)備。靜電對設(shè)備上接口放電時，形成大的傳導(dǎo)電流進入接口線路，傳導(dǎo)電流產(chǎn)生電場和磁場在空間傳播，對設(shè)備中的器件產(chǎn)生電磁干擾。靜電放電電流的數(shù)學(xué)表達式如下

3．接口電路的靜電放電防護設(shè)計

    PCB靜電防護主要針對靜電放電產(chǎn)生的傳導(dǎo)電流和輻射場采取相應(yīng)措施。靜電放電產(chǎn)生的傳導(dǎo)電流，一般是通過設(shè)備的接線端子影響內(nèi)部電路。電力自動抄表設(shè)備和外部設(shè)備的電路主要是RS485／RS232等接口。對485接口，主要采取光電隔離器將接口電路和內(nèi)部CPU電路隔離。瞬態(tài)二極管可以防止靜電放電瞬間過大的電流將光電隔離芯片損壞，如圖1所示。圖1中，瞬態(tài)二極管D1、D2是接到隔離的地，在PCB設(shè)計時要保證隔離地有足夠大的敷銅區(qū)或接到金屬外殼，靜電才能通過D1、D2得到泄放。