一种网络设备的制作方法



1.本技术实施例涉及具有网络功能的设备、器械或电子产品技术领域,特别涉及一种网络设备。


背景技术:



2.目前,为了使得网络设备具有较好的散热性能,网络设备的壳体多采用导热性较好的金属制成。
3.然而,在相关技术中,在网络设备的壳体采用导热性较好的金属制成后,且在网络设备运行的过程中,若网络设备的金属壳体产生静电时,存在金属壳体将其产生的大部分静电能量传递至敏感器件的可能性,从而致使敏感器件产生死机、丢包等问题的机率较大。


技术实现要素:



4.本技术实施例的目的在于提供一种网络设备,在网络设备运行的过程中,当金属壳体产生静电时,可避免金属壳体将其产生的大部分静电能量传递至敏感器件,从而降低敏感器件产生死机、丢包等问题的机率。
5.为解决上述问题,本技术实施例提供另一种网络设备,包括:金属壳体、与金属壳体相连的第一连接件、电源电缆或外接电源连接器、电路板、敏感器件及敏感线路;敏感线路从敏感器件引出;第一连接件与外接电源连接器的负极或电源电缆的负极之间的最短通电路径为第一路径,第一路径为第一连接件经由电路板与外接电源连接器的负极或电源电缆的负极连接的一路径;第一连接件与敏感器件和/或敏感线路之间的最短通电路径为第二路径,第二路径为第一连接件经由电路板与敏感器件和/或敏感线路连接的一路径;第一路径的长度小于第二路径的长度。
6.本技术实施例提供的网络设备,金属壳体与第一连接件电连接,第一连接件与外接电源连接器的负极或电源电缆的负极连接的最短通电路径为第一路径,第一连接件与敏感器件和/或敏感线路连接的最短通电路径为第二路径,第一路径的长度小于第二路径的长度。如此,在网络设备运行的过程中,当金属壳体产生静电时,可使得大部分静电能量不传递至敏感器件和/或敏感线路而是泄放至大地,从而降低敏感器件产生死机、丢包等问题的机率。
附图说明
7.图1为国际标准iec61000-4-2相关要求的静电放电流波形图;
8.图2为一种静电放电设备的电路结构示意图;
9.图3为本技术实施例一提供的网络设备的堆叠分解图;
10.图4为本技术实施例一提供的网络设备的局部堆叠分解图;
11.图5为本技术实施例一提供的另一种网络设备的局部堆叠分解图;
12.图6为本技术实施例一提供的网络设备的部分结构分解后的俯视图;
13.图7为本技术实施例一提供的网络设备的电路板中的一些铜箔走线的电气模型;
14.图8为本技术实施例一提供的网络设备的电路板中的另一些铜箔走线的电气模型;
15.图9为本技术实施例一提供的网络设备的部分电路的电气模型;
16.图10为本技术实施例一提供的电源适配器的部分电路的电气模型;
17.图11为本技术实施例一提供的另一种网络设备的部分电路的电气模型;
18.图12为本技术实施例一提供的又一种网络设备的局部堆叠分解图;
19.图13为本技术实施例一提供的再一种网络设备的堆叠示意图;
20.图14为本技术实施例二提供的网络设备的堆叠分解图;
21.图15为本技术实施例二提供的网络设备的部分电路的电气模型;
22.图16为本技术实施例二提供的网络设备的部分结构分解后的俯视图。
具体实施方式
23.由背景技术可知,在网络设备的壳体采用导热性较好的金属制成后,且在网络设备运行的过程中,若网络设备的金属壳体产生静电,存在金属壳体将其产生的大部分静电能量传递至敏感器件的可能性,从而致使敏感器件产生死机、丢包等问题的机率较大。
24.为了在网络设备运行的过程中,降低敏感器件产生死机、丢包等问题的机率,本技术发明人经过深入研究,设计了一种网络设备。本技术发明人设计的网络设备在运行过程中,当网络设备的金属壳体产生静电时,可使得大部分静电能量不传递至敏感器件而是泄放至大地,从而降低敏感器件产生死机、丢包等问题的机率。
25.其中,上述的网络设备可适用于各种医疗器械、工业设备、矿山设备中,特别适用于手机、车载设备(如:行车记录仪)中。本技术实施例以网络设备适用在采用wifi6+移动5g方案的工业路由器(即采用第6代无线技术,且支持第5代移动通信技术的频段的路由器)中为例进行说明。
26.随着科学技术的发展,各种产品的相关规定愈发完善。网络设备在生产制造后需满足静电放电相关测试要求及规定,以避免网络设备在使用时对人体造成伤害。其中,因为工业路由器等网络设备的外壳为金属外壳,故根据国际标准iec61000-4-2的相关要求,金属外壳需要做静电的接触放电测试要求。具体的,工业路由器的金属外壳需要做8kv(kv:千伏)接触放电。
27.关于网络设备在生产制造后需满足静电放电相关测试要求及规定,可参见图1,同时参见下文表1,其中,表1给出2kv、4kv、6kv、8kv级别接触放电测试在不同时段放电电流值。可见,当在2kv级别接触放电测试条件下:在0.6ns-1ns(ns:纳秒)放电电流上升时间内,放电电流达7.5a(a:安培);在放电电流在30ns时,放电电流达4a;在放电电流在60ns时,放电电流达2a。当在4kv级别接触放电测试条件下:在0.6ns-1ns放电电流上升时间内,放电电流达15a;在放电电流在30ns时,放电电流达8a;在放电电流在60ns时,放电电流达4a。当在6kv级别接触放电测试条件下:在0.6ns-1ns放电电流上升时间内,放电电流达22.5a;在放电电流在30ns时,放电电流达12a;在放电电流在60ns时,放电电流达6a。当在8kv级别接触放电测试条件下:在0.6ns-1ns放电电流上升时间内,放电电流达30a;在放电电流在30ns时,放电电流达16a;在放电电流在60ns时,放电电流达8a。由此可知,接触放电测试级别越
高,测试产生放电电流越大,且接触放电测试级别与测试产生放电电流几乎成正比例,这对产品或设备的静电防护设计带来巨大的挑战。尤其是车载设备,车载设备需要在车载设备的i/o口(i/o口:输入/输出口)做接触放电8kv,测试指标严苛,大大增加研发难度,从而大大增加产品的上市时间。
[0028][0029]
表1
[0030]
进一步的,为了便于测试网络设备是否能够满足国际标准iec61000-4-2的相关要求,本技术一些实施例提供一种静电放电设备,静电放电设备的电路结构示意图参见图2。其中,静电放电设备的各个器件的规格如下:uo为静电放电设备直流高压电源,rc为直流高压电源的内阻(rc的内阻的电阻值约在50兆欧至100兆欧),放电电容cs为150pf(pf:皮法),内阻rd为330欧(330欧可代表人体握钥匙和其它金属工具的人体电阻),k1为静电放电设备开关,m1静电放电设备的放电头,m2为放电回路连接点。需要说明的是,本技术一些实施例仅示出了一种静电放电设备的电路结构示意图,而在其他的实施例中,也可采用其他静电放电设备,本技术对此不做限定。
[0031]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本技术各实施例提供的网络设备的结构进行详细的阐述。
[0032]
参见图3至图5,本技术实施例一提供的网络设备,包括:金属壳体110、与金属壳体110相连的第一连接件120、外接电源连接器140或电源电缆300、电路板130、第一隔离电容164、敏感器件150以及敏感线路51;敏感线路51从敏感器件150引出;第一连接件120与外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极301之间的最短通电路径为第一路径,第一路径为第一连接件120经由电路板130以及第一隔离电容164与外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极301连接的一路径;第一连接件120与敏感器件150和/或敏感线路51之间的最短通电路径为第二路径,第二路径为第一连接件120经由电路板130以及第一隔离电容164与敏感器件150和/或敏感线路51连接的一路径;第一路径的长度小于第二路径的长度。
[0033]
具体的,第一连接件120与敏感器件150和/或敏感线路51之间的最短通电路径为第二路径,可以是第一连接件120与敏感器件150之间的最短通电路径为第二路径;也可以是第一连接件120与敏感线路51之间的最短通电路径为第二路径;还可以是第一连接件120与敏感器件150之间的最短通电路径和第一连接件120与敏感线路51之间的最短通电路径为同一路径、且该路径为第二路径;亦可以是第一连接件120与敏感器件150之间的最短通电路径和第一连接件120与敏感线路51之间的最短通电路径为不同的两条路径,但该两条
路径的长度相同、且该两条路径均为第二路径。
[0034]
第二路径为第一连接件120经由电路板130以及第一隔离电容164与敏感器件150和/或敏感线路51连接的一路径,即为:当第二路径连接至敏感器件150时,第二路径为第一连接件120经由电路板130以及第一隔离电容164与敏感器件150连接的一路径;当第二路径连接至敏感线路51时,第二路径为第一连接件120经由电路板130以及第一隔离电容164与敏感线路51连接的一路径;当第二路径既连接至敏感器件150也连接至敏感线路51时,第二路径为第一连接件120经由电路板130以及第一隔离电容164与敏感器件150和敏感线路51连接的路径。
[0035]
在一些实施方式中,电源电缆300的部分或外接电源连接器140,以及第一连接件120、电路板130、第一隔离电容164、敏感器件150和敏感线路51均位于金属壳体110内;电源电缆300的部分或外接电源连接器140,以及第一隔离电容164、敏感器件150和敏感线路51均位于电路板130上。
[0036]
其中,当本技术一些实施方式提供的网络设备包括外接电源连接器140时,外接电源连接器140可为公座、也可为母座;在一实施方式中,如图4所示,外接电源连接器140为母座,此时,外接电源连接器140又称为dc座子(dc座子:一种电源插座),外接电源连接器140可以与外接电源连接器公座306进行自由插拔,从而实现产品的上电和断电功能。外接电源连接器公座306可通过电源电缆300与电源适配器80相连而形成一个整体。在一实施方式中,外接电源连接器140可焊接在电路板130上。
[0037]
当本技术一些实施方式提供的网络设备包括电源电缆300时,如图5所示,电源电缆300可直接插入电路板130中而与电路板130相连。
[0038]
敏感线路51可以为敏感信号走线、敏感电源走线、敏感信号过孔、敏感电源过孔中的一种或多种,本技术对此不做限定。
[0039]
敏感线路51从敏感器件150中引出,即敏感线路51与敏感器件150连接。具体的,可继续参见图4与图5,在一些实施方式中,敏感器件150可包括:基带芯片155以及ddr颗粒156(ddr颗粒:动态存储芯片),基带芯片155中引出敏感线路51至ddr颗粒156,而使得基带芯片155通过敏感线路51与ddr颗粒156电连接。
[0040]
继续参见图3,并同时参见图6,在一些实施方式中,金属壳体110通过第一连接件120与电路板130电连接的方式为:网络设备还包括位于金属壳体110内、并与金属壳体110固定的螺钉柱171;电路板130上设有贯穿电路板130、并与螺钉柱171同轴设置的通孔131;第一连接件120为螺钉,螺钉贯穿通孔131、并与螺钉柱171螺接;电路板130位于通孔131的端部设有露铜132,第一连接件120与位于通孔131的端部的露铜132电连接,并通过该露铜132与电路板130电连接。
[0041]
如此,金属壳体110即可通过第一连接件120与电路板130电连接,且还可利用该螺钉(即第一连接件120)将电路板130固定在金属壳体110内,以避免电路板130乃至于固定在电路板130上的元器件在金属壳体110内产生晃动。
[0042]
需要说明的是,本技术对金属壳体110通过第一连接件120与电路板130电连接的具体实施方式不做限定。如,在另一实施方式中,网络设备也可包括:位于金属壳体110内、并与金属壳体110固定的螺钉;电路板130上设有贯穿电路板130、并与螺钉同轴设置的通孔131;第一连接件120为螺钉柱;位于金属壳体110内的螺钉贯穿通孔、并与螺钉柱螺接。
[0043]
具体的,在一些实施方式中,电路板130设有的通孔131为螺钉孔,在螺钉孔(即通孔131)周围的电路板130的正面和背面均设置铜箔,设置在电路板130正面和背面的铜箔比螺钉孔的孔径大,同时将覆盖螺钉孔周围的电路板130的正面和背面铜箔的油墨去掉,即可使得设置在螺钉孔周围的电路板130的正面和背面的铜箔形成露铜132;本技术对露铜132的形状不做限制,优选露铜132为圆环形。当将螺钉(即第一连接件120)安装在电路板130的螺钉孔上时,螺钉的螺帽位于在电路板130正面去掉油墨的铜箔上,也就是螺钉的螺帽投影在电路板130正面的区域位于正面的露铜132内,从而使得螺钉与正面的露铜132有良好的电连接,且螺钉还通过螺钉柱171与金属壳体110电连接。
[0044]
在一些实施方式中,电路板130的形状为矩形,电路板130的左上角设置通孔131,通孔131周围设置有露铜132,露铜132与通孔131同轴设置,电路板130的顶层和底层都设置有露铜132,通孔131上设置第一连接件120,此时,还设有与通孔131正对设置并与金属壳体110相连的螺钉柱171,第一连接件120为螺钉,第一连接件120穿过通孔131并与螺钉柱171螺接,而使电路板130与金属壳体110电连接。
[0045]
更具体的,在一些实施方式中,第一连接件120与电路板130上的露铜132电连接,露铜132通过电路板130的铜箔或走线(如图3或图6所示的铜箔133)和用于与第一隔离电容164焊接的一焊盘134电连接,用于与第一隔离电容164焊接的另一焊盘135通过电路板130的铜箔(或走线)和外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极(例如图5所示)电连接,而使第一连接件120可通过电路板130以及第一隔离电容164与外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极301电连接。
[0046]
以下以第一连接件120通过电路板130以及第一隔离电容164与外接电源连接器140的负极141电连接为例进行举例说明,而当需使第一连接件120通过电路板130以及第一隔离电容164与电源电缆300的负极301电连接时,仅需将外接电源连接器140更换成电源电缆300即可,在此不再赘述。与图4比较,图5差异在于,将外接电源连接器140更换成电源电缆300,其它一致。
[0047]
继续参见图3与图6,具体的,在这些实施方式中,在邻近电路板130上的露铜132的位置设置第一隔离电容164,其中第一隔离电容164的焊盘134通过铜箔133与露铜132电连接,第一隔离电容164的焊盘135通过电路板130的顶层地铜箔138与外接电源输入滤波及防护回路139的a1点电连接,a1点与外接电源输入滤波及防护回路139内部的电容的负极管脚连接;在通孔131的右边设置外接电源连接器140,在外接电源连接器140下方设置外接电源输入滤波及防护回路139,外接电源输入滤波及防护回路139的a1点通过地铜箔g1与外接电源连接器140的负极141电连接,外接电源输入滤波及防护回路139的b1点与外接电源连接器140的正极142电连接,而使得外接电源连接器140可通过b1点为整个网络设备提供供电电源。其中,地铜箔138属于电路板130中的接地线路。
[0048]
继续参见图6,第一连接件120与外接电源连接器140的负极141之间的最短通电路径为第一路径,此时第一路径为:第一隔离电容164的焊盘134通过铜箔133与露铜132电连接的路径、第一隔离电容164、第一隔离电容164的焊盘135通过顶层地铜箔138与外接电源输入滤波及防护回路139的a1点电连接的路径、以及外接电源连接器140的负极141到外接电源输入滤波及防护回路139的a1点的地铜箔g1共同形成。其中,地铜箔g1的长度由地铜箔g1的分段长度l12与地铜箔g1的分段长度l13共同形成,第一隔离电容164的焊盘135到外接
电源输入滤波及防护回路139的a1点的顶层地铜箔138的长度为l11,第一隔离电容164的长度为l20,用于连接第一隔离电容164的焊盘134与露铜132的铜箔133的长度为l21。也就是第一连接件120与外接电源连接器140的负极141之间的最短通电路径(即第一路径)的长度为l12+l13+l11+l20+l21。
[0049]
继续参见图6,并同时参见图4与图5,用于焊接第一隔离电容164的一焊盘135到外接电源连接器140的负极141的导电路径的长度为l10,也就是l10=l12+l13+l11。此外,在这些实施方式中,可将焊盘135到外接电源连接器140的负极141的这段路径称之为k1区域,来自金属壳体110的高压静电可通过k1区域、外接电源连接器140、电缆300、电源适配器80泄放至零线、大地。
[0050]
优选的,在电路板130的顶面露铜132和底层露铜132之间还有过孔aa连接,以减小顶面露铜132与底层露铜132之间阻抗。也就是顶面露铜132和底层露铜132通过过孔aa连接成一个阻抗较低的金属整体。
[0051]
更优选的,在靠近外接电源输入滤波及防护回路139的a1点位置的顶层地铜箔138处设置n个地孔136(其中n大于或等于1),地孔136将k1区域的电路板130的各层地铜箔相互连接而成一个阻抗较低的金属整体。具体的,以电路板130的层数为四层为例进行说明,地孔136将顶层地铜箔138、第2层地铜箔g2、第3层地铜箔g3、底层地铜箔g4电连接,从而使得顶层地铜箔138、第2层地铜箔g2、第3层地铜箔g3以及底层地铜箔g4形成一个电连接的整体,且使得电路板130的4层地铜箔之间电气连接的阻抗较低。其中,电路板130的各层地铜箔均属于电路板130的接地线路。
[0052]
这样一来,当在金属壳体110注入接触式4kv至10kv的静电放电时,在金属壳体110上的高压静电荷沿螺钉柱171、第一连接件120、露铜132、铜箔133、第一隔离电容164、顶层地铜箔138、位于外接电源输入滤波及防护回路139的a1点的地铜箔g1、外接电源连接器140的负极141、外接电源连接器306、电源电缆300、电源适配器80释放到大地。
[0053]
在一些实施方式中,用于与第一隔离电容164焊接的焊盘134以及焊盘135与电路板130的通孔131之间均设有0.5mm(mm:毫米)以上的间距。如此,可避免出现在通过第一连接件120固定电路板130时,第一连接件120在电路板130上产生应力,导致第一隔离电容164受到应力发生断裂的现象。其中,第一隔离电容164可为陶瓷隔离电容,其工艺特性较脆。
[0054]
优选的,用于与第一隔离电容164焊接的焊盘134以及焊盘135与电路板130通孔131之间设有1.0mm以上的间距。如此,可进一步避免第一连接件120在电路板130上产生应力,导致第一隔离电容164受到应力发生断裂的现象。
[0055]
继续参见图3至图6,以下以敏感器件150包括基带芯片155、ddr颗粒156为例进行说明,可以理解的是,敏感器件150并不局限于基带芯片155、ddr颗粒156;此时,敏感线路51为基带芯片155至ddr颗粒156之间的ddr走线(如:ddr数据线、控制线、地址线、时钟线等),可以理解的是,此时的敏感线路51为ddr走线是基于敏感器件150包括基带芯片155、ddr颗粒156为例的情况下,而当敏感器件150包括其他器件时,敏感线路51也可为其它信号走线、信号过孔、电源过孔、电源铜箔或电源走线、器件焊盘等。
[0056]
在一些实施方式中,基带芯片155、ddr颗粒156以及敏感线路51均位于k2区域,即k2区域属敏感器件及敏感信号所在的区域。在基带芯片155和ddr颗粒156所在的位置处设置了多个地孔50,位于k2区域的这些地孔50分别与基带芯片155和ddr颗粒156中的地管脚
相连接。位于k2区域的、且与基带芯片155和ddr颗粒156相连的多个地孔50分别与电路板130的k2区域的各层地铜箔电连接。在这些实施方式中,以电路板130为四层板进行举例说明,此时,位于k2区域的、且与基带芯片155和ddr颗粒156相连的多个地孔50分别与电路板的顶层的地铜箔168、第2层的地铜箔g12、第3层的地铜箔g13连接、底层的地铜箔g14电连接。
[0057]
优选的,k1区域的顶层地铜箔138与k2区域的顶层地铜箔168直接或间接连接,k1区域的第2层地铜箔g2与k2区域的第2层地铜箔g12直接或间接电连接,k1区域的第3层地铜箔g3与k2区域的第3层地铜箔g13直接或间接电连接,k1区域的底层地铜箔g4与k2区域的底层地铜箔g14直接或间接电连接,即k1区域的所有层的地铜箔分别与k2区域相应层的地铜箔直接或间接电连接。如此,可为来自外接电源连接器140的、并用于对整个电路板130供电的电源(即网络设备所接的电源,例如工业路由器外接的12v电源等)、信号走线提供回流路径。
[0058]
在一些实施方式中,如图4与图6所示,仍以敏感器件150包括基带芯片155为例进行说明,第一连接件120与敏感器件150和/或敏感线路51之间的最短通电路径为第二路径,第二路径为:由基带芯片155到第一隔离电容164的通电路径、第一隔离电容164、以及焊盘134通过铜箔133与露铜132的通电路径共同形成;基带芯片155到第一隔离电容164的通电路径的长度为l14,第一隔离电容164的长度为l20,焊盘134到露铜132的铜箔133的长度为l21,即第一连接件120与敏感器件150之间的最短通电路径为l14+l20+l21。
[0059]
基带芯片155至ddr颗粒156之间敏感线路51(例如图6中的敏感线路51为ddr走线)到第一隔离电容164的路径长度为l15,第一连接件120与敏感线路51之间的最短通电路径为l15+l20+l21。
[0060]
此时,第一路径的长度小于第二路径的长度,即为确保k1区域的第一路径和k2区域的第二路径之间关系满足以下关系:l12+l13+l11+l20+l21<l14+l20+l21和/或l12+l13+l11+l20+l21<l15+l20+l21。
[0061]
其中,l12+l13+l11+l20+l21<l14+l20+l21和/或l12+l13+l11+l20+l21<l15+l20+l21,可以是l12+l13+l11+l20+l21<l14+l20+l21<l15+l20+l21;也可以是l12+l13+l11+l20+l21<l12+l13+l11+l20+l21<l15+l20+l21;还可以是l12+l13+l11+l20+l21<l14+l20+l21<l15+l20+l21,且l12+l13+l11+l20+l21<l12+l13+l11+l20+l21<l15+l20+l21。
[0062]
参见图7,电路板130中的一些含铜的铜箔、走线是由串联多个分布电感l、串联多个直流电阻及并联多个分布电容c共同形成。当4kv至10kv接触放电注入金属壳体110时,静电以纳秒级速度快速通过第一隔离电容164向电路板130内泄放,由楞次定律:电感总是阻碍电流的突变可知,第一路径越短,它的阻抗越小,也就是分布电感l的产生阻碍越小,直流电阻r越小,通过电源电缆300朝电源适配器80泄放速度就越快。第二路径越长,它的阻抗越大,也就是分布电感l的产生阻碍越大。
[0063]
另外,静电泄放速度越快,电路板130中的铜箔、走线分布电感l的产生阻碍越大。可以理解为,同样线宽的铜箔,它的长度与分布电感l成正比,且它的长度与直流电阻成正比。即第一路径上的铜箔与第二路径上的铜箔线宽相同时,第一路径长度越短,第一路径的分布电感越小、直流电阻越小,且第一路径对静电泄放越顺畅;而第二路径的长度越长,第
二路径的分布电感越大、直流电阻越大,且第二路径对静电泄放阻碍越大。
[0064]
基于此可知,即第一路径的长度与第二路径的长度之间差值越大,静电对k2区域的敏感器件和/或敏感信号影响越小,可进一步降低敏感器件150产生死机、丢包等问题的机率。其中,静电对k2区域的敏感器件和/或敏感信号影响越小,即为:当k2区域设有敏感器件时,静电对k2区域的敏感器件影响越小;当k2区域设有敏感信号时,静电对k2区域的敏感信号影响越小;当k2区域既设有敏感器件也设有敏感信号时,静电对k2区域的敏感器件和敏感信号的影响均越小。
[0065]
继续参见图3至图6,在一些实施方式中,第二路径的长度大于或等于0.5mm。
[0066]
具体的,第一连接件120与敏感器件150和/或敏感线路51之间的最短通电路径为第二路径,第二路径为l14+l20+l21和/或l15+l20+l21;此时,第二路径的长度大于或等于0.5mm,即为l15+l20+l21大于或等于0.5mm和/或l14+l20+l21大于或等于0.5mm。
[0067]
具体的,当第一连接件120与敏感器件150之间的最短通电路径为第二路径时,第二路径为l14+l20+l21;当第一连接件120与敏感线路51之间的最短通电路径为第二路径时,第二路径为l15+l20+l21;当第一连接件120与敏感器件150和敏感线路51之间的最短通电路径均为第二路径时,l14+l20+l21和l15+l20+l21均为第二路径。由于第二路径是第一连接件120与敏感器件150和/或敏感线路51电连接的路径,故第二路径需要尽可能长,其目的是为了增加静电泄放的阻抗,即增加第二路径的直流电阻和分布电感,尤其是增加第二路径的分布电感。通过第二路径的长度大于或等于0.5mm,即可使得第二路径的直流电阻和分布电感较大,静电通过第二路径泄放至的敏感器件150和/或敏感线路51阻抗较高,从而使得敏感器件150和/或敏感线路51不容易受到干扰。
[0068]
具体的,当第二路径连接至敏感器件150时,静电通过第二路径泄放至的敏感器件150阻抗较高,从而使得敏感器件150不容易受到干扰;当第二路径连接至敏感线路51时,静电通过第二路径泄放至的敏感线路51阻抗较高,从而使得敏感线路51不容易受到干扰;当第二路径连接至敏感器件150和敏感线路51时,静电通过第二路径泄放至的敏感器件150和敏感线路51阻抗均较高,从而使得敏感器件150和敏感线路51均不容易受到干扰。
[0069]
此外,由于电路板130中的有些敏感器件150本身就是高速器件(例如基带芯片155、ddr颗粒156),这类器件相当于另一种强干扰源。通过第二路径长度大于或等于0.5mm,还可避免这类敏感器件150(例如基带芯片155、ddr颗粒156)引出敏感线路51将强干扰从k1区域的顶层地铜箔138、地铜箔g1传导至外接电源连接器140、电源电缆300、电源适配器80,从而导致整机emi中的辐射超标或emi传导超标的情况发生。优选的,第二路径的长度大于或等于1.0mm。更优选的,第二路径的长度大于或等于3mm。
[0070]
继续参见图3至图6,在一些实施方式中,第一路径100的长度小于或等于100mm。如此,由于第一路径较短,可便于使得第二路径的长度大于第一路径的长度。此外,还可使得第一路径100上的分布电感较小,以在泄放金属壳体110产生的静电及电磁干扰时,减小第一路径100上的阻抗。
[0071]
由于第一路径是第一连接件120与外接电源连接器140电连接的路径,也就是静电泄放的路径,故第一路径需要尽可能短,其目的是为了减小静电泄放的阻抗,即减小第一路径的直流电阻和分布电感,尤其是是减小第一路径的分布电感。通过第一路径的长度小于或等于100mm,即可使得第一路径的直流电阻和分布电感较小,静电通过第一路径泄放至的
外接电源连接器140阻抗较小,第一连接件120注入的高静电即可及时泄放至外接电源连接器140、电源电缆300、电源适配器80、市电零线至大地,避免高压静电就向电路板130内的敏感器件150和/或敏感线路51泄放,避免敏感器件150和/或敏感线路51受到高压静电的干扰。
[0072]
具体的,第一连接件120与外接电源连接器140的负极之间的最短通电路径为第一路径,第一路径100为l12+l13+l11+l20+l21;此时,第一路径100的长度小于或等于100mm,即为l12+l13+l11+l20+l21小于或等于100mm。
[0073]
优选的,第一路径100的长度小于或等于20mm。如此,可进一步使得第一路径100上的分布电感较小,以在泄放金属壳体110产生的静电及电磁干扰时,进一步减小第一路径100上的阻抗。
[0074]
继续参见图7,电路板某单条铜箔由单条串联分布电感、串联直流电阻以及并联电容组成。参见图8,电路板某条具有一定宽度的铜箔的由多条经过串联分布电感、串联直流电阻以及并联电容相互并联叠加形成,由此可知,铜箔宽度越宽,铜箔分布电感越小,直流电阻越大。
[0075]
继续参见图3至图6,在一些实施方式中,位于第一路径100上的电路板130上的导电线的线宽大于或等于0.5mm。如此,可使得第一路径100上的分布电感较小,以在泄放金属壳体110产生的静电及电磁干扰时,减小第一路径100的阻抗。
[0076]
优选的,位于第一路径100上的电路板130上的导电线的线宽大于或等于2mm。如此,可使得第一路径100上的分布电感进一步减小,以在泄放金属壳体110产生的静电及电磁干扰时,进一步减小第一路径100的阻抗。
[0077]
继续参见图3至图6,并同时参见图9,在图9中,r为k1区域电路板130中铜箔的直流电阻,l为k1区域电路板130中铜箔的分布电感,c为k1区域电路板130中铜箔的分布电容。在一些实施方式中,网络设备还包括:第一电容161;第一电容161的正极通过第一导电线与外接电源连接器140的正极电连接,第一电容161的负极通过第二导电线与外接电源连接器140的负极电连接。也即,外接电源连接器140的正极与第一电容161的正极电连接,外接电连接器140的负极通过第一电容161的负极与敏感器件150的负极以及第一连接件120电连接。其中,第一电容161属于上述的外接电源输入滤波及防护回路139中的电容。
[0078]
具体的,在一些实施方式中,外接电源连接器140的正极142引出电源铜箔180,电源铜箔180有直流电阻r、分布电感l,电源铜箔180与第一电容161的正极电连接,即电源铜箔180为上述的第一导电线。外接电连接器140的负极通过地铜箔g1与第一电容161的负极电连接,即地铜箔g1为上述的第二导电线。电源铜箔180与地铜箔g1之间形成分布电容c。当4kv至10kv接触放电注入金属壳体110时,高压静电经第一连接件120、露铜130、铜箔133、第一隔离电容164送至顶层地铜箔138,顶层地铜箔138也有直流电阻r、分布电感l,顶层地铜箔138产生泄放电流i11至第一电容161的负极。此时,泄放电流i11在第一电容161的负极上分成两路:一路经地铜箔g1送至外接电源连接器140的负极141产生泄放电流i13,泄放电流i13通过外电源连接器公座306经由电缆300以及电源适配器80泄放至零线、大地,其中,地铜箔g1也有直流电阻r、分布电感l;当泄放电流i11泄放至第一电容161的负极,第一电容161的负极的电位被迅速抬高,直至第一电容161的负极的电位超过第一电容161的正极电位时,高压静电会产生另一路泄放路径,即由第一电容161的负极向第一电容161的正极产
生泄放电流i12,泄放电流i12经电源铜箔180送至外接电源连接器140的正极142,再通过外电源连接器公座306经由电缆300中地线以及电源适配器80泄放至零线、大地。其中,由于第一电容161的负极与外接电源连接器140的负极电连接,故第一电容161的负极为上述外接电源输入滤波及防护回路139的a1点。
[0079]
参见图10,当静电能量泄放至电源适配器80中时,由变压器绕组74耦合中低频段的静电能量,初次组y电容c73耦合中低高段的静电能量。
[0080]
在图10所示的电源适配器80的部分电路的电气模型中,当90v至264v交流电从分别从火线l、零线n输入桥式整流器113,经桥式整流器113整流后,再经初级输入电容c99储能、滤波,并给开关管vt1提供电源能量,而pwm芯片(pwm:脉宽调制)用于给提供pwm调制信号来驱动开关管vt1导通或关断。变压器74耦合电磁能量经变压后产生脉冲电压经整流管vd3整流、电容c98、电感l30、电容c97组成的lc滤波器滤波,从而给网络设备(例如工业路由器等)提供稳定12v电源。
[0081]
另外,当在金属壳体110注入4kv至10kv接触放电时,来自电源电缆300中的地线中高压静电会泄放到电源板78次级地gnd,高压静电荷在电容c97的负极产生瞬间电流i55分成两部分,一路经y电容c73到初级输入电容c99的负极,在y电容c73产生静电泄放电流i51,泄放电流i51主要为中高频段静电泄放电流;另一路经变压器74的次级绕组l32、磁芯805、初级绕组l31的电磁耦合形成为中低频段静电泄放电流,当开关管vt1导通时,通过开关管vt1注入到初级输入电容c99的负极,由桥式整流器113注入零线n,通过零线n与大地连接,并泄放至大地。开关管vt1导通时产生静电泄放电流i53与流经y电容c73的静电泄放电流i51汇聚后合成静电泄放电流i59,由静电泄放电流i59注入到桥式整流器113,最后由桥式整流器113注入零线n,通过零线n与大地连接,并泄放至大地。
[0082]
此外,在高压静电没有到达第一电容161(如图9所示)的负极之前,第一电容161的正极电位是高于第一电容161的负极电位,例如,当路由器外接电源的电压为12v时,也就是第一电容161的正极电位是高于第一电容161的负极电位,第一电容161的正极电位为12v;当高压静电达到第一电容161的负极时,可使第一电容161的负极的电位大于第一电容161的正极电位。具体的,高压静电产生电荷会先中和第一电容161两个极板中存储的电荷,在中和之后高压静电产生电荷会使得第一电容161的负极的电位大于第一电容161的正极的电位,此步骤相当于给第一电容161进行反向充电;也即,高压静电产生电荷会给第一电容161进行反向充电,从而先中和第一电容161正极和负极之间电压差,并使得第一电容161产生反向电压差。此时,则会在第一电容161的极板内部消耗大量高压静电荷。
[0083]
因此,在第一连接件120、第一隔离电容164到外接电源连接器140第一路径中,可将第一电容161(如图9所示)设置在第一路径的主回路中,也就是第一电容161的正极通过电源铜箔180连接外接电源连接器140的正极142,第一电容161的负极通过地铜箔g1连接外接电源连接器140的负极141。这样第一电容161不仅可以反向充电消耗静电,而且还可以增加一路泄放静电的路径,即上述的经电源铜箔180送至外接电源连接器140的正极142,再通过电缆300的地线,泄放至电源适配器80,最后到零线、大地,从而进一步降低泄放路径的阻抗。
[0084]
在一些实施方式中,参见图11,这些实施方式相较于前述的实施方式而言(即图11所示的实施方式相较于图8所示的实施方式而言),这些实施方式在外接电源连接器140的
正极与第一电容161的正极连接的第一导电线和外接电源连接器140的负极与第一电容161的负极连接的第二导电线之间增加了钳位二极管vd2。钳位二极管vd2的正极与第一电容161的正极电连接,钳位二极管vd2的负极与第一电容161的负极电连接。
[0085]
具体的,钳位二极管vd2的正极与第一导电线电连接,钳位二极管vd2的负极与第二导电线电连接。即电源铜箔180与钳位二极管vd2的正极连接,地铜箔g1与钳位二极管vd2的负极连接。
[0086]
如此,当4kv至10kv接触放电注入金属壳体110时,高压静电经第一连接件120、露铜130、铜箔133、第一隔离电容164输送至顶层地铜箔138,产生泄放电流i11至第一电容161的负极,在第一电容161的负极分成两路:一路经地铜箔g1送至外接电源连接器140的负极141,产生泄放电流i13,泄放电流i13通过外电源连接器公座306经由电缆300中的地线以及电源适配器80泄放至零线、大地;另一路经第一电容161反向充电至电源铜箔180至外接电源连接器140的正极142经由电缆300中的地线以及电源适配器80泄放至零线、大地;在第一电容161到外接电源连接器140之间添加了钳位二极管vd2,且钳位二极管vd2并联在电源铜箔180与地铜箔g1之间,当静电注入到钳位二极管vd2负极,且地铜箔g1上的静电经由电缆300中的地线泄放至电源适配器80不顺畅时,钳位二极管vd2负极电位超过钳位二极管vd2正极时,钳位二极管vd2会导通,辅助产生泄放电流i14泄放至电源铜箔180,泄放电流i14与第一电容161反向充电的泄放电流i12叠加共同形成泄放电流i16,泄放电流i16通过电缆300中的地线、电源线300泄放到电源适配器80泄放至零线、大地。
[0087]
在一些实施方式中,参见图12,这些实施方式相较于前述实施方式而言(即图12所示的实施方式相较于图5所示的实施方式而言),在这些实施方式中,网络设备还包括压线端子307,电源电缆300通过压线端子307与电路板130电连接。具体的,将电源电缆300的线头内部铜线通过压线端子307与电路板130连接。更具体的,压线端子307包括铜片308以及铜片305和塑胶壳400。铜片308与电源电缆300的线头内部铜线电连接,铜片305插入电路板130,铜片305与地铜箔g1电连接,铜片308与铜片305连接,即可使得电源电缆300通过压线端子307与电路板130的地铜箔g1电连接。事实上,图12和图5是同类型的连接方式,即电源适配器通过电源电缆300与电路板130电连接,且电源电缆300不可与电路板130分开。
[0088]
其中,在这些实施方式中,铜片308与铜片305可以是一个铜片整体。此外,可通过压接的连接方式将电源电缆300的线头内部铜线与铜片308电连接。
[0089]
在一些实施方式中,当对网络设备进行静电放电相关测试时,可通过具有图3所示的电路结构的静电放电设备200(例如静电)与金属壳体110接触,使得静电放电设备200可向金属壳体110施加静电能量,以便于对金属壳体110产生静电时的情况进行模拟。
[0090]
继续参见图3至图6,在一些实施例中,电路板130设有第一导电路径(如上述的l20+l21)、第二导电路径(如上述的l12+l13+l11)以及第三导电路径(如上述的l14),第一导电路径的一端与第一连接件120电连接、另一端通过第二导电路径与外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极301电连接,第三导电路径使外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极301与敏感器件150和/或敏感线路51电连接;第一路径100为第一连接件120通过第一导电路径以及第二导电路径与外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极301电连接的路径,第二路径为第一连接件120通过第一导电路径、第二导电路径以及至少部分第三导电路径与敏感器件150和/或敏感线路51电连接的路径。
[0091]
具体的,第三导电路径使外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极301与敏感器件150和/或敏感线路51电连接,可以是第三导电路径使外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极301与敏感器件150电连接;也可以是第三导电路径使外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极301与敏感线路51电连接;还可以是第三导电路径使外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极301与敏感器件150和敏感线路51均电连接。
[0092]
第二路径为第一连接件120通过第一导电路径、第二导电路径以及至少部分第三导电路径与敏感器件150和/或敏感线路51电连接的路径,即为:当第三路径连接至敏感器件150时,第二路径为第一连接件120通过第一导电路径、第二导电路径以及至少部分第三导电路径与敏感器件150电连接的路径;当第三路径连接至敏感线路51时,第二路径为第一连接件120通过第一导电路径、第二导电路径以及至少部分第三导电路径与敏感线路51电连接的路径;当第三路径连接至敏感器件150和敏感线路51时,第二路径为第一连接件120通过第一导电路径、第二导电路径以及至少部分第三导电路径与敏感器件150和敏感线路51电连接的路径。
[0093]
在一些实施方式中,第一导电路径的一端与第一连接件120电连接、另一端连接至第一隔离电容164,第二导电路径具有第一隔离电容164并连接至外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极301。
[0094]
第一路径100为第一连接件120通过第一导电路径以及第二导电路径与外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极301电连接的路径,第二路径为第一连接件120通过第一导电路径、第二导电路径以及至少部分第三导电路径与敏感器件150和/或敏感线路51电连接的路径,即可确保第一路径100的长度小于第二路径的长度。
[0095]
继续参见图3,在一些实施方式中,金属壳体110包括金属顶壳111和金属底壳112,金属顶壳111与金属底壳112形成一个整体,金属顶壳111与金属底壳112之间可以电连接、也可以不电连接。
[0096]
具体的,在一实施方式中,金属壳体110包括金属顶壳111以及固定在金属顶壳111上的金属底壳112,第一连接件120、电路板130、外接电源连接器140或部分电源电缆300、以及敏感器件150均位于金属顶壳111与金属底壳112之间。具体的,金属顶壳111与金属底壳112固定后,金属顶壳111与金属底壳112之间形成有容置空间,第一连接件120、电路板130、外接电源连接器140或部分电源电缆300、以及敏感器件150均位于该容置空间内。
[0097]
继续参见图3至图6,在一些实施方式中,网络设备还可包括第二连接件172,第二连接件172与电路板130以及金属壳体110固定,第一连接件120与电路板130以及金属壳体110固定。如此,即可通过第一连接件120与第二连接件172共同将电路板130固定在金属壳体110内,以增加将电路板130固定在金属壳体110内的稳定性。
[0098]
具体的,在一些实施方式中,电路板130设有与第二连接件172数量相同且贯穿电路板130的通孔173,金属壳体110设有与第二连接件172数量相同且与通孔173一一对应的螺钉柱,每一第二连接件172穿过一通孔173与一螺钉柱螺接,以将电路板130更稳定地固定在金属壳体110内。其中,第二连接件172为螺钉。其中,通孔173也可为螺钉孔。
[0099]
在一个实施方式中,网络设备还包括:第二隔离电容174;电路板130设有接地线路,接地线路与外接电源连接器140的负极或电源电缆300的负极电连接;第二连接件172通
过第二隔离电容174与接地线路电连接,第二连接件172与金属壳体110电连接。如此,可使得金属壳体110上的噪声还能经由第二连接件172以及第二隔离电容174导入接地线路。
[0100]
在另一实施方式中,第二连接件172可不与电路板130中的接地线路电连接。此时,也不设置与第二连接件172电连接的第二隔离电容174。如此,可为噪声提供一个指定低阻抗泄放通道。其中,指定低阻抗泄放通道即为上述的第一路径。
[0101]
需要说明的是,第二连接件172是否通过第二隔离电容174与电路板130的接地线路电连接,可根据金属壳体110产生辐射情况或外界骚扰(例如:rs电磁辐射骚扰测试,rs为“射频电磁场辐射抗扰度”)或在电磁环境非常恶劣电力设备场景)情况来决定。
[0102]
在一些实施方式中,以第二连接件172的数量为三个,且第二连接件172通过第二隔离电容174与电路板130的接地线路电连接为例进行说明,即第二连接件172以及第一连接件120的数量之和为4个,且用于与第一连接件120以及三个第二连接件172一一配合的四个螺钉孔(即一个通孔131以及三个通孔173)的正反面均设置露铜,三个第二连接件172均通过一个第二隔离电容174与接地线路电连接。
[0103]
本实施方式中的电路板130的形状为矩形,此时,将四个螺钉孔分别设置在电路板130的四个角落,第一隔离电容164与三个第二隔离电容174也分别设置在电路板130的四个角落,以便于布局电路板130的走线以及在电路板130上布局其他元器件。
[0104]
在本实施方式中,每一第二连接件172通过一第二隔离电容174与接地线路电连接的方式相同。下面示出一第二连接件172通过一第二隔离电容174与接地线路电连接的方式进行说明,用于与该第二连接件172电连接的露铜175通过铜箔176与用于与第二隔离电容174焊接的一焊盘177电连接,用于与第二隔离电容174焊接的另一焊盘178通过铜箔179与地过孔101电连接,第二隔离电容174焊接在焊盘177与焊盘178上,通过地过孔101将顶层地铜箔、内层的地铜箔、背面铜箔与接地线路连接成一个整体,将露铜175、第二连接件172、螺钉柱与此螺钉孔投影区域的金属顶壳111或金属底壳112产生的噪声,通过第二隔离电容174导入接地线路。
[0105]
继续参见图3与图5,在一实施方式中,网络设备还包括:网口连接器880以及第三隔离电容63;电路板130设有接地线路,接地线路与外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极301电连接;网口连接器880具有金属壳181,金属壳181通过第三隔离电容63与接地线路电连接,金属壳181设有插接口,金属壳181插接口暴露在金属壳体110外。
[0106]
具体的,在一些实施方式中,金属壳181有6个面,其中5个面在金属壳体110内,金属壳181设有插接口的另一个面露出金属壳体110外,以便于插接网线。
[0107]
在另一些实施方式中,金属壳181有6个面,其中5个面的六分之五在金属壳体110内,该5个面的六分之一在金属壳体110外,同时金属壳181还有一个设有插接口的面位于金属壳体110外。
[0108]
当网口连接器880引入雷击时,由于网口连接器880的金属壳181通过第三隔离电容63与接地线路电连接,因此,第三隔离电容63可缓冲雷击能量注入至电路板130整板的接地线路,从而避免对雷击能量对敏感器件150(例如基带芯片155、ddr颗粒156等)、敏感线路51产生干扰,降低雷击能量致使敏感器件150产生死机、丢包等问题的机率。
[0109]
在一些实施方式中,金属壳181与金属外壳110电连接。具体的,金属壳181可与金属外壳110直接接触而电连接,金属壳181也可通过其他零部件与金属外壳110间接接触而
电连接。
[0110]
在一实施方式中,金属壳181通过弹片182与金属外壳110(如:金属顶壳111或金属底壳112)通过搭接的方式电连接。此时,当向金属壳体110注入4kv至12kv静电时,静电能量分成三部分:1.由于金属壳体110为一个大金属块,故金属壳体110相当于一个电容器,金属壳体110可以吸收5%静电能量;2.剩余的一小部分静电能量通过网口连接器880的金属壳181、注入至网口连接器880的网口变压器183,但由于网口变压器183有隔离变压器以及共模电感,且网口变压器183的输入信号走线和输出信号走线之间具有间隔,网口变压器183的输入和输出阻抗非常高,故仅有微弱静电能量通过网口变压器183注入到电路板130的走线上,且注入到电路板130的走线能量非常微弱,不会导致敏感器件150产生死机、丢包现象,更不会出现静电打坏敏感器件150;3.经金属壳体110吸收5%静电能量缓冲后,剩余的另一部分静电能量通过金属壳体110、第一连接件120以及电路板130的通孔131进入第一隔离电容164,进入第一隔离电容164静电能量再分成三部分:a.85%直接通过外接电源适配器140泄放至市电、大地;b.5%被第一电容161吸收,并存储在第一电容161内;c.5%注入至电路板130整板接地线路132中,因第一电容161的负极166位置远离敏感器件150,且一部分注在电路板130的接地线路中,不会造成敏感器件150的信号走线以及信号管脚受到干扰。此外,超过第一电容161的正极165电平的能量几乎都会被第一电容161吸收,故可避免接地线路的电平远远超过第一电容161的正极165的电平,从而避免接地线路向敏感器件150的信号走线以及信号管脚放电造成干扰,进而避免敏感器件150死机、丢包,并损坏敏感器件150。
[0111]
此外,在此实施方式中,金属壳体110可直接与大地电连接,例如金属壳体110通过螺钉与大地连接的机箱连接,或在金属壳体110通过螺钉与电缆电连接、并通过电缆接大地等方式实现,这样一来,通过网口连接器800的金属壳181施加在金属壳体110的高压雷击能量可以直接泄放到大地。
[0112]
在另一些实施方式中,当电路板130上设置第一隔离电容164后,金属壳体110与电路板130内低压部分满足安规(即满足3c中gb4943标准和北美ul62368-1标准)的要求的前提下,网口连接器880的金属壳181也可以不与金属外壳110电连接。本技术对此不做限制。
[0113]
此外,可在地铜箔65处设置n个地孔66(n≧1),顶层地铜箔65通过地孔66与顶层地铜箔168、第2层地铜箔g12、第3层地铜箔g13、底层地铜箔g14电连接。以降低顶层地铜箔65、顶层地铜箔168、第2层地铜箔g12、第3层地铜箔g13、底层地铜箔g14之间的阻抗。
[0114]
另外,需要说明的是,静电放电有空中放电测试及rs测试。其中,rs测试是在金属壳体110附近产生非常强烈的电磁辐射。本技术实施例一中的网络设备在进行rs测试时,电磁辐射感应在金属壳体110上,使得金属壳体110产生噪声,金属壳体110将噪声通过第一连接件120、电路板130输送至第一隔离电容164,再通过第一隔离电容164输送至外接电源适配器140或电源电缆300,从而将噪声泄放至市电、大地。使得感应在金属壳体110噪声不会二次辐射骚扰敏感器件150,给敏感器件150带来死机、丢包现象。
[0115]
此外,还需说明的是,由于电容的容抗和电路信号的频率中的任一者均与电容的电容量成反比,所以上述内容中的第一隔离电容164、第二隔离电容174的电容量到达一定时,对高频成分的容抗较低,需电路信号中的低频接地。而要将电路信号中的低频接地时,则需使用大容量的隔离电容。在本技术一些实施方式中,网络设备采用直流电供电,由于直
流电的频率为零,所以第一隔离电容164和第二隔离电容174的容抗在理论上无限大,故电路信号的频率不受第一隔离电容164和第二隔离电容174的影响,而无需使电路信号中的低频接地。
[0116]
另外,还需说明的是,当网络设备设有第二隔离电容174时,若第二隔离电容174放置位置不合理,金属外壳噪声会泄放到附近音频电路、射频电路,而干扰音频电路、射频电路。且在静电接触放电中,如果网络设备设有第二隔离电容174,第二隔离电容174放置位置不合理,也很容易造成死机现象或网络丢包。也就是网络设备设有第二隔离电容174,第二隔离电容174放置位置不合理,会改变静电泄放路径,导致敏感器件、敏感电路受到静电干扰。
[0117]
具体的,在一实施方式中,参见图3至图6,电路板130的k2区域内有基带芯片155、ddr颗粒156以及ddr走线,基带芯片155的差分管脚52、差分管脚53引出差分走线512送至网口芯片151,网口芯片151接地管脚通过地孔501与电路板130的k2区域的顶层的地铜箔168、第2层的地铜箔g12、第3层的地铜箔g13以及底层的地铜箔g14电连接。从基带芯片155引出iq信号走线511(iq信号:同相正交信号)送至到射频芯片157;从射频芯片157引出射频走线513送至ipex座子(一种射频座子)。射频芯片157的接地管脚通过地孔501与电路板130的k2区域的顶层的地铜箔168、第2层的地铜箔g12、第3层的地铜箔g13以及底层的地铜箔g14电连接。基带芯片155引出spi走线513(一种高速信号传输线)与闪存芯片154连接,闪存芯片154通过地孔505与电路板130的k2区域的顶层的地铜箔168、第2层的地铜箔g12、第3层的地铜箔g13以及底层的地铜箔g14电连接。其中,基带芯片155、ddr颗粒156、网口芯片151、闪存芯片154、射频芯片157均为敏感器件150,ddr走线、差分走线512、iq信号走线511、射频走线513、spi走线513均为敏感线路51。
[0118]
当网络设备包括第二隔离电容174、且第二隔离电容174与接地线路以及第二连接件172连接时,在金属壳体112注入4kv至10kv接触放电的过程中,静电通过第二连接件172及螺钉孔(即通孔173)、露铜175、第二隔离电容174向电路板130中的外接电源输入滤波及防护回路139的a1点泄放,静电泄放路径m1穿越了射频走线513、iq信号走线、差分走线512、基带芯片155、射频芯片157等。这些敏感器件150、敏感线路51会受到静电干扰,从而易出现信号数据丢包现象,乃至于出现死机现象,甚至出现损坏敏感器件150的现象。
[0119]
当使网络设备不设有第二隔离电容174时,还可以控制静电泄放路径,例如可将静电直接泄放到电源适配器140、市电、大地,不影响电路板130上的其它元件正常工作。
[0120]
在相关技术中,网络设备通常采用外置天线,以提高路由器的天线增益及辐射角度。当网络设备的金属壳体不与大地连接时,网络设备内的器件产生辐射耦合到金属壳体后,网络设备的外置天线与金属壳体上产生的位移电流(辐射)相互干扰,造成网络设备的外置天线性能指标下降。且当金属壳体悬空时,即金属壳体不通过电容接电路板中地铜箔(例如),会带来对外置天线干扰问题。
[0121]
参见图13,在一些实施方式中,网络设备还包括:天线;敏感器件150包括射频芯片,天线与射频芯片连接。
[0122]
具体的,天线为外置天线190,网络设备还包括天线支架192,外置天线190安装天线支架192内,天线支架192安装在金属壳体110的侧面。金属壳体110水平放置在工作台面,外置天线190与工作台面垂直,即外置天线190垂直极化。电路板130设置在金属壳体110内
部。网络设备的金属壳体110内设置各种元器件(如:射频芯片、基带芯片151、高速走线152、buck电源153、外接电源连接器、各种电容等)。天线cable线193(cable线:电缆线)的一端与射频芯片连接,天线cable线193的另一端与外置天线190连接,从而将天线与射频芯片连接。
[0123]
其中,外置天线190采用偶极子天线,偶极子天线由正振子194和负振子195组成,正振子194位于上方,负振子195位于下方,也即正振子194与负振子195沿重力方向依次设置在金属壳体110外。此时,在偶极子天线上注入射频信号后,正振子194与负振子195之间产生从上到下的位移电流i1,位移电流i1约占整个正振子194辐射能量的85%至95%,由于金属壳体110的面积较大,正振子194与金属壳体110之间也会产生从上到下的位移电流i2,位移电流i2约占整个正振子194辐射能量的5%至15%,正振子194与负振子195之间产生的位移电流i1占整个正振子194辐射能量越大,对外置天线190的性能越好。理想情况下,正振子194与负振子195之间生产从上到下的位移电流i1占整个正振子194辐射能量的100%。
[0124]
在相关技术中,若基带芯片151在金属壳体110内部产生辐射

,该辐射

会偶合到金属壳体110上;高速走线152在金属壳体110内部产生辐射

,该辐射

会偶合到金属壳体110上;buck电源153在金属壳体110内部产生辐射

,该辐射

会偶合到金属壳体110上;正振子194与金属壳体110之间也会产生从上到下的位移电流i2与辐射

、辐射

、辐射

可以叠加,这样会恶化偶极子天线的指标,例如发射功率的evm指标(evm,error vector magintude,误差向量幅度)以及接受灵敏度等。
[0125]
但在本技术实施例一中,可将辐射

、辐射

、辐射

耦合到金属壳体110的噪声通过第一连接件120、电路板130输送至外接电源适配器140或电源电缆300,从而将噪声泄放至市电、大地。衰减金属壳体110的噪声,使得金属壳体110的噪声对外置天线190位移电流ⅰ2的干扰大大减弱。
[0126]
参见图14与图15,本技术实施例二提供了一种网络设备,包括:金属壳体110、与金属壳体110相连的第一连接件120、外接电源连接器140或电源电缆300、电路板130、敏感器件150以及敏感线路51;敏感线路51从敏感器件150引出;第一连接件120与外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极301之间的最短通电路径为第一路径,第一路径为第一连接件120经由电路板130与外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极301连接的一路径;第一连接件120与敏感器件150和/或敏感线路51之间的最短通电路径为第二路径,第二路径为第一连接件120经由电路板130与敏感器件150和/或敏感线路51连接的一路径;第一路径的长度小于第二路径的长度。
[0127]
在本技术实施例二中,当金属壳体110注入4kv至10kv接触放电时,由于第一路径的长度小于第二路径的长度,故金属壳体110将其上的大部分静电能量通过第一连接件120以及电路板130泄放至外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极301,从而泄放至零线、大地,进而降低敏感器件产生死机、丢包等问题的机率。
[0128]
在一些实施方式中,电源电缆300的部分或外接电源连接器140,以及第一连接件120、电路板130、敏感器件150和敏感线路51均位于金属壳体110内;电源电缆300的部分或外接电源连接器140,以及敏感器件150和敏感线路51均位于电路板130上。
[0129]
此外,在本技术实施例二中,金属壳体110可以直接通过外接电源连接器140或电源电缆300与电源适配器次级的负极电连接,使得金属壳体110接地阻抗较低,提升屏蔽效
果。
[0130]
事实上,本技术实施例二提供的网络设备与上述实施例一提供的网络设备大致相同,其主要不同之处在于,本技术实施例二中的网络设备去除了本技术实施例一中的第一隔离电容164,本技术实施例二中的第一连接件120通过电路板130与外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极连接。
[0131]
外接电源连接器140或电源电缆300与电路板130的连接方式,以及连接件130与金属壳体110以及电路板130的连接方式,均可参考上述实施例一,在此不再赘述。
[0132]
在一些实施方式中,第一连接件120通过电路板130的地铜箔138直接与外接电源输入滤波及防护回路139电连接,外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极通过地铜箔g1与外接电源输入滤波及防护回路139电连接。
[0133]
以下以第一连接件120通过电路板130与外接电源连接器140的负极141电连接为例进行举例说明,而当需使第一连接件120通过电路板130与电源电缆300的负极电连接时,仅需将外接电源连接器140更换成电源电缆300即可,在此不再赘述。
[0134]
在一些实施方式中,地铜箔g1与地铜箔138共同形成第一路径。地铜箔g1的长度为l12,地铜箔138的长度为l11,第一路径的长度等于地铜箔g1的长度为l12与地铜箔138的长度为l11之和,即第一路径的长度等于l12+l11。
[0135]
在一些实施方式中,敏感器件150包括基带芯片155、ddr颗粒156、网口芯片151、射频芯片157、闪存芯片154,可以理解的是,敏感器件150并不局限于基带芯片155、ddr颗粒156、网口芯片151、射频芯片157、闪存芯片154;此时,敏感线路51为ddr走线、差分线512、iq信号线511、spi走线513,可以理解的是,此时的敏感线路51为ddr走线、差分线512、iq信号线511、spi走线513是基于敏感器件150包括基带芯片155、ddr颗粒156、网口芯片151、射频芯片157、闪存芯片154为例的情况下,而当敏感器件150包括其他器件时,敏感线路51自然也可为其它走线、过孔。
[0136]
第一连接件120到敏感器件150中任一者之间最短通电路的长度为l14;第一连接件120到敏感线路51中任一者之间最短通电路的长度为l15。
[0137]
此时,第一路径的长度小于第二路径的长度即为:l14>l12+l11和/或l15>l12+l11。
[0138]
继续参见图14至图16,在一些实施方式中,第二路径的长度大于或等于0.5cm。即l15大于或等于0.5mm和/或l14大于或等于0.5mm。如此,由于第二路径较长,可便于使得第一路径的长度小于第二路径的长度。
[0139]
优选的,第二路径的长度大于或等于1.0mm。更优选的,第二路径的长度大于或等于3mm。
[0140]
继续参见图14至图16,在一些实施方式中,第一路径100的长度小于或等于100mm。即l12+l11小于或等于100mm。如此,则可确保第一路径100的长度小于第二路径的长度。此外,还可使得第一路径100上的分布电感较小,以在泄放金属壳体110产生的静电及电磁干扰时,减小第一路径100上的阻抗。
[0141]
在一些实施方式中,第一路径100为第二路径的一部分。如此,即可确保第一路径100的长度小于第二路径的长度。
[0142]
继续参见图14至图16,在一些实施方式中,位于第一路径100上的电路板130上的
导电线的线宽大于或等于0.5mm。如此,可使得第一路径100上的分布电感较小,以在泄放金属壳体110产生的静电及电磁干扰时,减小第一路径100的阻抗。优选的,位于第一路径100上的电路板130上的导电线的线宽大于或等于2mm。如此,可使得第一路径100上的分布电感进一步减小,以在泄放金属壳体110产生的静电及电磁干扰时,进一步减小第一路径100的阻抗。
[0143]
此外,本技术实施例二提供的网络设备可具有与上述实施例一提供的网络设备相同功能的过孔bb、n个地孔136、地孔50以及各层地铜箔,在此不再赘述。
[0144]
在一些实施方式中,网络设备还包括:第一电容161;第一电容161的正极通过第一导电线与外接电源连接器140的正极或电源电缆300的正极电连接,第一电容161的负极通过第二导电线与外接电源连接器140的负极或电源电缆300的负极电连接;外接电源连接器140的正极或电源电缆300的正极与第一电容161的正极电连接,外接电连接器140的负极或电源电缆300的负极通过第一电容161的负极与敏感器件150的负极以及第一连接件120电连接。
[0145]
其中,第一电容161属于上述的外接电源输入滤波及防护回路139中的电容。本技术实施例二提供的网络设备的与第一电容161的负极166焊接的焊盘为外接电源输入滤波及防护回路139的负极a1点,第一电容161的负极166与电路板130的接地线路电连接,第一电容161的负极166为整个网络设备的参考地。第一电容161的功能可参考上述实施例一,如第一电容161可提供两路泄放路径等,在此不再赘述。
[0146]
具体的,在金属壳体110做4kv至8kv的接触放电时,4kv至8kv的高压静电的15%至20%能量被第一电容161吸收,高压静电的60%至70%能量直接通过外接电源连接器140或外接电源电缆300泄放到电源适配器以及零线、大地,高压静电中5%至10%能量会泄放在电路板130的整板地上,而高压静电的5%至10%能量对电路板130信号、各个器件的管脚的影响几乎可以忽略。
[0147]
此外,本技术实施例二还可具有与上述实施例一相同构造及功能的钳位二极管vd2。
[0148]
具体的,在本技术实施例二中,外接电源连接器140的正极与第一电容161的正极连接的第一导电线和外接电源连接器140的负极与第一电容161的负极连接的第二导电线之间增加了钳位二极管(图中未示出),即钳位二极管的正极与第一导电线电连接,钳位二极管的负极与第二导电线电连接。钳位二极管的功能可参考上述实施例一,在此不再赘述。
[0149]
继续参见图14至图16,本技术实施例二提供的网络设备可具有与上述实施例一提供的网络设备相同构造及功能的第二连接件172。
[0150]
具体的,网络设备还可包括第二连接件172,第二连接件172与电路板130以及金属壳体110固定,第一连接件120与电路板130以及金属壳体110固定。如此,即可通过第一连接件120与第二连接件172共同将电路板130固定在金属壳体110内,以增加将电路板130固定在金属壳体110内的稳定性。
[0151]
更具体的,在一些实施方式中,电路板130设有与第二连接件172数量相同且贯穿电路板130的通孔173,金属壳体110设有与第二连接件172数量相同且与通孔173一一对应的螺钉柱,每一第二连接件172穿过一通孔173与一螺钉柱螺接,以将电路板130更稳定地固定在金属壳体110内。其中,第二连接件172为螺钉。其中,通孔173也可为螺钉孔。
[0152]
本技术实施例二提供的网络设备可具有与上述实施例一提供的网络设备相同功能的第二隔离电容174,网络设备如何设置第二隔离电容174也可参考上述实施例一。
[0153]
例如,在一个实施方式中,网络设备还包括:第二隔离电容174;电路板130设有接地线路,接地线路与外接电源连接器140的负极或电源电缆300的负极电连接;第二连接件172通过第二隔离电容174与接地线路电连接。其中,第二连接件172通过第二隔离电容174与接地线路电连接的方式可参考上述实施例一,在此不再赘述。
[0154]
本技术实施例二提供的网络设备还可包括:网口连接器880以及第三隔离电容63;电路板130设有接地线路,接地线路与外接电源连接器140的负极141或电源电缆300的负极301电连接;网口连接器880具有金属壳181,金属壳181通过第三隔离电容63与接地线路电连接,金属壳181设有插接口,金属壳181插接口暴露在金属壳体110外。
[0155]
具体的,在一些实施方式中,金属壳181有6个面,其中5个面在金属壳体110内,金属壳181设有插接口的另一个面露出金属壳体110外,以便于插接网线。
[0156]
在另一些实施方式中,金属壳181有6个面,其中5个面的六分之五在金属壳体110内,该5个面的六分之一在金属壳体110外,同时金属壳181还有一个设有插接口的面位于金属壳体110外。
[0157]
当网口连接器880引入雷击时,由于网口连接器880的金属壳181通过第三隔离电容63与接地线路电连接,因此,第三隔离电容63可吸收雷击能量,从而避免对雷击能量对敏感器件150产生干扰,降低雷击能量致使敏感器件150产生死机、丢包等问题的机率。
[0158]
在一些实施方式中,网口连接器880的金属壳181不与金属壳体110直接电连接。
[0159]
路由器或交换机等通信设备内置tnv(telecommunication network voltage)电路,也就是路由器或交换机等通信设备外接网线,而网线可能引入高压雷击,中国的3c中gb4943标准有明确对tnv电路提出安规有认证的要求,北美ul62368-1也有明确对tnv电路提出安规有认证的要求。以北美ul62368-1要求为例进行说明,需在网口连接器880的金属壳181与电路板130内低压部分做1kv交流隔离测试,或网口连接器880的金属壳181与电路板130内低压部分做1.5kv直流隔离测试,用以满足北美ul62368-1的相关要求。
[0160]
继续参见图14至图16,在本技术实施例二中,除了螺钉柱171、第一连接件120、通孔131、露铜132可以与电路板130地铜箔(如地铜箔138)直接电连接外,其它位置的螺钉柱、连接件(如第二连接件172等)、螺钉孔(如螺钉孔173等)、露铜(如露铜175等)都要与电路板130中的器件、走线、铜箔(如地铜箔138)都保持1.2mm以上爬电距离,所有隔离电容(如第二隔离电容174等)的两端焊盘都保持1.2mm以上爬电距离,从而避免当金属顶壳111或金属底壳112注入4kv至10kv接触放电时,金属壳体110的静电发生电击穿,泄放到电路板130内,导致电路板130中的低压部分受到静电泄放电流的干扰而导致网络设备功能异常或损坏网络设备。其中,爬电距离优选为1.8mm以上。
[0161]
举例来说,网口连接器880的管脚60焊接在电路板130上,金属壳181与管脚60连接,网口连接器880的管脚60通过铜箔61与第三隔离电容63的焊盘62电连接,第三隔离电容63的焊盘62与第三隔离电容63的焊盘64焊接第三隔离电容63,第三隔离电容63的焊盘64与地铜箔65电连接,地铜箔65与顶层地铜箔168电连接,顶层地铜箔168与顶层地铜箔138电连接,为了使得网口连接器880的管脚60与电路板130内低压部分保持1.2mm以上爬电距离,第三隔离电容63的焊盘62与第三隔离电容63的焊盘64之间需保持1.2mm以上爬电距离,从而
使得网口连接器880的金属壳181与电路板130内低压部分达到2kv隔离要求,如此,即可满足北美ul62368-1、中国的3c中gb4943严格安规测试要求。优选爬电距离为1.8mm以上。
[0162]
这样可避免网口连接器880引入高压雷击损坏电路板130内部器件或造成电路板130内部器件功能异常。
[0163]
本技术实施例二提供的网络设备可具有与本技术实施例一提供的网络设备相同构造及功能的天线。如:敏感器件150包括射频芯片,天线与射频芯片连接。天线包括正振子以及负振子,正振子与负振子沿重力方向依次设置在金属壳体110外。
[0164]
在本技术实施例二中,可将金属壳体110内的其他器件产生的辐射耦合到金属壳体110的噪声通过第一连接件120、电路板130输送至外接电源适配器140或电源电缆300,从而将噪声泄放至市电、大地。衰减金属壳体110的噪声,使得金属壳体110的噪声对天线位移电流的干扰大大减弱。当本技术实施例一中的网络设备设有第一电容161时,在泄放噪声的过程中,部分噪声传递至第一电容161时,还会被第一电容161的负极166吸收。
[0165]
本领域的普通技术人员可以理解,上述各实施例是实现本技术的具体实施例,而在实际应用中,可以在形式上和细节上对其作各种改变,而不偏离本技术的精神和范围。任何本领域技术人员,在不脱离本技术的精神和范围内,均可作各自更动与修改,因此本技术的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。

技术特征:


1.一种网络设备,其特征在于,包括:金属壳体、与所述金属壳体相连的第一连接件、电源电缆或外接电源连接器、电路板、敏感器件及敏感线路;所述敏感线路从所述敏感器件引出;所述第一连接件与所述外接电源连接器的负极或所述电源电缆的负极之间的最短通电路径为第一路径,所述第一路径为所述第一连接件经由所述电路板与所述外接电源连接器的负极或所述电源电缆的负极连接的路径;所述第一连接件与敏感器件和/或所述敏感线路之间的最短通电路径为第二路径,所述第二路径为所述第一连接件经由所述电路板与所述敏感器件和/或所述敏感线路连接的路径;所述第一路径的长度小于所述第二路径的长度。2.根据权利要求1所述的网络设备,其特征在于,还包括:第一隔离电容;所述第一路径为所述第一连接件经由所述电路板以及所述第一隔离电容与所述外接电源连接器的负极或所述电源电缆的负极连接的路径;所述第二路径为所述第一连接件经由所述电路板以及所述第一隔离电容与所述敏感器件和/或所述敏感线路连接的路径。3.根据权利要求1或2所述的网络设备,其特征在于,还包括:第一电容;所述电源电缆的负极或所述外接电源连接器的负极通过所述第一电容的负极与所述敏感器件的负极以及所述第一连接件电连接。4.根据权利要求3所述的网络设备,其特征在于,还包括:钳位二极管,所述钳位二极管的正极与所述第一电容的正极电连接,所述钳位二极管的负极与所述第一电容的负极电连接。5.根据权利要求1或2所述的网络设备,其特征在于,还包括:第二连接件以及第二隔离电容;所述电路板设有接地线路,所述接地线路与所述外接电源连接器的负极或所述电源电缆的负极电连接;所述第二连接件通过所述第二隔离电容与所述接地线路电连接,所述第二连接件和所述金属壳体电连接。6.根据权利要求1或2所述的网络设备,其特征在于,还包括:网口连接器以及第三隔离电容;所述电路板设有接地线路,所述接地线路与所述外接电源连接器的负极或所述电源电缆的负极电连接;所述网口连接器具有金属壳,所述金属壳通过第三隔离电容与所述接地线路电连接,所述金属壳的插接口暴露在所述金属壳体外。7.根据权利要求2所述的网络设备,其特征在于,还包括:网口连接器;所述网口连接器具有金属壳,所述金属壳与所述金属外壳电连接。8.根据权利要求1或2所述的网络设备,其特征在于,所述第二路径的长度大于或等于0.5mm。9.根据权利要求1或2所述的网络设备,其特征在于,所述第一路径的长度小于或等于100mm。10.根据权利要求1或2所述的网络设备,其特征在于,位于所述第一路径上的所述电路板上的导电线的线宽大于或等于0.5mm。11.根据权利要求1所述的网络设备,其特征在于,所述第一路径为所述第二路径的一
部分。12.根据权利要求3所述的网络设备,其特征在于,所述电路板设有第一导电路径、第二导电路径以及第三导电路径,所述第一导电路径的一端与所述第一连接件电连接、另一端通过所述第二导电路径与所述外接电源连接器的负极或所述电源电缆的负极电连接,所述第三导电路径将所述敏感器件和/或所述敏感线路与所述外接电源连接器的负极或所述电源电缆的负极电连接;所述第一路径为所述第一连接件通过所述第一导电路径以及所述第二导电路径与所述外接电源连接器的负极或所述电源电缆的负极电连接的路径,所述第二路径为所述第一连接件通过所述第一导电路径、所述第二导电路径以及至少部分所述第三导电路径与所述敏感器件和/或所述敏感线路电连接的路径。

技术总结


本申请实施例涉及具有网络功能的设备、器械或电子产品技术领域,特别涉及一种网络设备,在网络设备中,金属壳体与第一连接件电连接,第一连接件与外接电源连接器的负极或电源电缆的负极连接的最短通电路径为第一路径,第一连接件与敏感器件和/或敏感线路连接的最短通电路径为第二路径,第一路径的长度小于第二路径的长度。本申请实施例提供的网络设备,在网络设备运行的过程中,当网络设备的金属壳体产生静电时,可使得大部分静电能量不传递至敏感器件而是泄放至大地,从而降低敏感器件产生死机、丢包等问题的机率。丢包等问题的机率。丢包等问题的机率。


技术研发人员:

廖建兴

受保护的技术使用者:

上海移为通信技术股份有限公司

技术研发日:

2022.08.05

技术公布日:

2022/12/1

本文发布于:2024-09-23 10:21:20,感谢您对本站的认可!

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