電力自動抄表系統PCB靜電防護設計

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

1．引言

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

2．靜電放電影響設備的途徑

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

3．接口電路的靜電放電防護設計

    PCB靜電防護主要針對靜電放電產生的傳導電流和輻射場采取相應措施。靜電放電產生的傳導電流，一般是通過設備的接線端子影響內部電路。電力自動抄表設備和外部設備的電路主要是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部CPU電路隔離。瞬態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，瞬態二極管D1、D2是接到隔離的地，在PCB設計時要保證隔離地有足夠大的敷銅區或接到金屬外殼，靜電才能通過D1、D2得到泄放。