智能电能表的防静电设计

摘要

随着电子工业的飞速发展，高速、高集成度的微电子器件得到了广泛应用，使得现代电子设备对静电放电越来越敏感。静电放电给各种微电子器件和电子系统带来的危害越来越严重，已成为急需解决的重要科技问题之一。如何在大规模电子产品生产过程中控制和预防静电对电子产品的损坏成为当今电子工业界比较关注的问题。
　　 本文从静电的产生开始，通过对静电放电过程的研究，分析了静电放电的主要失效模式和对电子元器件造成破坏的失效机理，并介绍了四种主要的ESD放电模式。在此基础上，本文进一步对典型的几种ESD防护电路和器件进行了相应的分析和评价。随后本文对静电放电抗扰度试验进行了全面的介绍。
　　 本文针对威胜集团有限公司的DDZY102型单相费控智能电能表进行静电放电抗扰度试验，通过分析表计在试验过程中所表现出的不合格特征，分别从外壳单元和电子单元两个不同的方面提出了针对性的改进方案。外壳单元的静电防护设计以屏蔽和隔离作用为主，而电子单元的静电防护设计以吸收、消除、屏蔽作用为主。试验证明，这些改进方法起到了很好的静电防护作用，有效的解决了表计在试验过程中所存在的问题。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 静电简介

1．2 静电的危害及应用

1．3 静电防护的研究现状及发展方向

1．4 智能电能表简介

1．4．1 智能电能表的发展背景

1．4．2 智能电能表的主要特点

1．4．3 智能电能表防静电设计的重要性

1．5 论文的主要工作

1．6 论文总体结构

第2章 静电放电的基本理论

2．1 静电放电的基本概念

2．1．1 静电产生的主要机理

2．1．2 静电放电对电子元器件造成破坏的失效机理

2．1．3 静电放电的主要失效模式

2．2 四种主要的ESD放电模式

2．2．1 人体放电模式HBM(Human Body Model)

2．2．2 机器放电模式MM(Machine Model)

2．2．3 带电器件放电模式CDM(Charge Device Model)

2．2．4 场感应放电模式FIM(Field Induced Model)

2．3 典型ESD防护器件和电路简介

2．3．1 典型I／O口ESD防护电路

2．3．2 典型电源接口ESD防护电路

2．3．3 典型ESD防护器件

2．3．4 典型的PCB板抗ESD设计方法

2．4 本章小结

第3章 静电放电抗扰度试验简介

3．1 静电放电抗扰度的试验原理介绍

3．1．1 静电放电试验发生器的原理

3．1．2 静电放电试验发生器的放电电流波形

3．2 静电放电抗扰度试验配置及仪器介绍

3．3 静电放电抗扰度试验流程介绍

3．3．1 静电放电抗扰度放电点的选择

3．3．2 静电放电抗扰度试验的方法

3．3．3 静电放电抗扰度试验结果的判定

3．4 智能电能表的基本理论及静电试验情况

3．4．1 智能电能表的基本原理简介

3．4．2 智能电能表的静电试验情况介绍

3．5 本章小结

第4章 智能电能表的静电防护设计

4．1 外壳单元的静电防护设计

4．1．1 密封圈凹槽的优化设计

4．1．2 底盒内壁的优化设计

4．1．3 印制板紧固方案的优化设计

4．1．4 内嵌铅封螺钉结构的优化设计

4．2 电子单元的静电防护设计

4．2．1 RS485电路的防静电设计

4．2．2 IC卡接口电路的防静电设计

4．2．3 继电器驱动电路的防静电设计

4．2．4 数据存储电路的防静电设计

4．3 本章小结

第5章 总结

5．1 主要结论

5．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

作者简介