CN105552870B - 一种用于有线数据传输系统数据传送的有源保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于有线数据传输系统数据传送的有源保护电路，其中，所述数据传输系统具有多条信号双绞线（D1，D2，D3，D4），其中，所述保护电路具有供电装置（EV），所述保护电路用于所述有线数据传输系统免受到所述信号双绞线（D1，D2，D3，D4）上的过电压，所述信号双绞线（D1，D2，D3，D4）的每个信号双绞线均分别具有局部保护电路（S1，S2，S3，S4），包括瞬态抑制二极管（TVS1,...4）与之连接的桥式整流器，所述保护电路同时容许对每个局部保护电路（S1，S2，S3，S4）进行监测，为了对于数据传输实现监测，所述供电装置（EV）与各个信号双绞线（D1，D2，D3，D4）交替地（SW1，SW2；T1，T2，T3，T4；MUX）相连接，并且只要在所述各个局部保护电路内出现其中一个瞬态抑制二极管（TVS1,...4）的下降就导致电流通过，并且可借助分析装置（A）加以识别。

Description

一种用于有线数据传输系统数据传送的有源保护电路
技术领域
本发明涉及一种用于有线的数据传输系统数据传送的有源保护电路。
背景技术
由现有技术已知有各种借助其能够防止有线数据传输网络受到所不期望的过电压的保护电路。
但这些电路受到老化和损耗的影响，从而可能导致所述电路不再能够(可靠地)实现其用途-即防止有线数据传输网络受到所不期望的过电压。
有鉴于此，就出现了这种期望，即要有能够对各种过压保护电路，又要有就其可运行性进行监测。
在能够通过各种类型的措施、例如识别电弧、识别温度上升、识别漏电来监测供电网及其过压保护电路的同时要求监控，这由于对数据传输网络的要求而言不是那么容易实现。
在以前的数据传输系统中是以相当高的信号电压工作的，从而能够提取信号能量，而不会由此影响信号传输。以前的系统相对于阻抗的改变也相当不灵敏。
反之，这在速度较高的数据传输系统中就构成了严重的问题，因为这些对于串扰的高要求也具有信号畸变或者说仅非常有限地容许各导线之间电平或阻抗的变化。
另外，为了达到高速化，需要使用小信号电压，例如1瓦特以及以下。
现由于极小的信号电压以及随之而来的极小的电流，例如就不再能够侦测到有故障的组元变热，因为其无法区别于外部环境的更有可能是偶尔的变热。
低信号电压以及随之而来的低保护电压电平还导致，不能使用目前借助测量二极管来识别漏电的装置。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于有线数据传输系统数据传送的有源保护电路，借助其能够识别所述保护电路的状态或者说状态变化，从而防止所述有线数据传输系统受损。
上述目的的解决方案是通过独立权利要求所述的特征实现的。本发明的有利设计由从属权利要求给出。
其方案是：一种用于有线数据传输系统数据传送的有源保护电路，所述数据传输系统具有多条信号双绞线(D1，D2，D3，D4)，其中，所述保护电路具有供电装置(EV)，供电装置(EV)用于所述有线数据传输系统免受所述信号双绞线(D1，D2，D3，D4)的过电压，每一条信号双绞线(D1，D2，D3，D4)中分别具有局部保护电路(S1，S2，S3，S4)，局部的保护电路包括瞬态抑制二极管(TVS1,...4)和桥式整流器，桥式整流器的交流输入端跨接在双绞线上，瞬态抑制二极管(TVS1,...4)跨接在桥式整流器的直流输出端，所述保护电路同时容许对每个局部保护电路(S1，S2，S3，S4)进行监测，为了对数据传输进行监测，所述供电装置(EV)一端与各条信号双绞线(D1，D2，D3，D4)的桥式整流器输出连接，所述供电装置(EV)另一端与各条信号双绞线(D1，D2，D3，D4)经一个分析控制装置(A)和开关控制器(SW1，SW2；T1，T2，T3，T4；MUX)交替地相连接，只要在所述各个局部的保护电路内出现其中一个瞬态抑制二极管(TVS1,...4)的击穿导致电流通过，就可借助分析控制装置(A)加以识别。
附图说明
下面参照附图借助优选的实施方式进一步阐述本发明。
其中：
图1为本发明的第一种实施方式的示意性电路图；
图2为根据本发明的实施方式的局部保护电路的平面图；
图3为本发明的第二种实施方式的示意性电路图；以及
图4为本发明的第三种实施方式的示意性电路图。
附图标记列表
信号双绞线 D1，D2，D3，D4
供电装置 EV
局部保护电路 S1，S2，S3，S4
瞬态抑制二极管 TVS1,...4
分析装置 A
模拟开关 SW1，SW2
数字开关 T1，T2，T3，T4MUX
远程通信装置 FM
传送器
O 光耦合器。
具体实施方式
图1、3和4示出了本发明的示例性实施方式。
其中，示出了一种用于有线数据传输系统数据传输的有源保护电路1。
例如，假设所述数据传输系统具有被用于数据传输的信号双绞线D1、D2、D3、D4。但本发明并非仅限于此，而是可借助各种数据传输系统被用来形成两个或更多条信号双绞线。
例如在图1、3和4中，分别既在右侧、又在左侧示出了传送器其可被有选择地加以应用。
所述保护电路另外具有供电装置EV，其并不是由所述数据信号的信号能量来供给。
所述保护电路用于所述有线数据传输系统免受所述信号双绞线D1、D2、D3、D4上的过电压，其中，所述信号双绞线D1、D2、D3、D4其中的每条双绞线分别具有局部保护电路S1、S2、S3、S4，所述局部保护电路包括如图2中所放大示出的瞬态抑制二极管TVS1,...4和桥式整流器，桥式整流器的交流输入端跨接在双绞线D1、D2、D3、D4上，瞬态抑制二极管TVS1,...4跨接在桥式整流器的直流输出端。其中，借助常用的阻挡二极管，信号双绞线D1、D2、D3、D4与桥式整流器相连接，并且，使得所整流的过电压经过所述瞬态抑制二极管TVS1,...4短路。
所述保护电路同时容许对各个局部保护电路S1、S2、S3、S4进行监测，其中，为了对数据传输来说中性地进行监测，所述供电装置EV交替地与各个信号双绞线D1、D2、D3、D4相连接，即所述供电装置EV一端与各条信号双绞线D1，D2，D3，D4的桥式整流器负极输出连接，所述供电装置(EV)另一端与各条信号双绞线D1，D2，D3，D4经一个分析控制装置A和开关控制器SW1，SW2；T1，T2，T3，T4；MUX交替地相连接，只要在所述各个局部的保护电路内出现其中一个瞬态抑制二极管TVS1,...4的击穿导致电流通过，就可借助分析控制装置A加以识别。
其中，上述交替在图1的实施方式中是借助通过信号EN所控制的模拟开关SW1、SW2形成的。
通过所示的在不同实施方式中的接线，数据传输即便是在对所述保护电路进行测量、也就是说在加载来自所述供电装置EV的能量时也不受干扰，因为不会导致阻抗改变或者说因为各双绞线上的信号电压电平相对于所述数据传输系统而言始终保持不变。
如果在所述各个局部保护电路中的瞬态抑制二极管TVS1,...4出现下降，这就引起可测量到的电流通量，其借助分析装置A可被识别出来。
因此，分析控制装置A将识别的击穿信号可选的生成本地的故障报警，和/或，可借助适合的可选的远程通信装置FM向远程的位置发送通知。
在不限制普遍适用性的情况下，本发明例如可被用于双绞线布线，例如其在以太网接线中所使用的那样。
在此，尤其有利的是，所述供电装置EV是由有线数据传输系统来供给，就可方便的使用本发明。其中，这种供给并不意味着是由被规定用于数据信号化的能量来供电，而是一种例如由所已知以太网供电的那种供电方式。另外一种可能的实施方案在于，由并行存在的供电系统提取所必需的能量，所述供电系统例如是借助相邻信号之间的电源来实现的或者是在未被利用的导体上所一同携带实现的，即外部的能源来供电。
由此就能够实现非常容易安装的系统，其例如不需要任何外部供电装置EV或者电源的接口。
图1所示实施方式的替代方案是，如图3和4中所示，所述信号双绞线的交替还可借助一个或多个数字开关来实现。因此，例如就可如图3所示，使用通过信号EN来控制的多路器MUX，但或者也可如图4所示，使用在光耦合器O内所接通的晶体管T1、T2、T3、T4，这些晶体管是通过适当的信号EN来控制的。
此外，为了更好的解耦以及提供更高的可靠性，也可规定，如图4所示，使用光耦合器O。
另外，也可通过选择来规定，所述监测可由用户从本地要求或者通过远程通信装置FM来要求。
也就是说，为了避开上述问题，设计了一种主动监测。
这种有独创性的基本设想使得外部供电装置EV能够这样被连接到所述保护电路上，从而不影响原本的信号传输，但保护二极管-阻抗由于过载而引起的下降会产生电流通过并且由此使得识别和远程通知成为可能。
所述外部供电装置EV和关于电路元件的分析交替地、例如循环地、即在时间上有延迟地被连接到多个所存在的信号对上。由此，这些信号对之间的倍增就能够被最小化，从而借助所述有源保护电路也能够给在串音衰减方面具有高要求的系统(NEXT)提供保护。
因此，借助本发明，就能够监测所述保护电路，或者说对失灵加以识别，并且可靠地在本身并不能够为分析和显示提供足够能量或者能量利用并不容许的电气系统内形成相应的远程通知。
本发明尤其适用于CAT-6以及更高的系统，并且也例如容许这样的实施方式，即：在其中，所述有源保护电路能够例如借助适合的接口形式的插接装置、例如RJ45接口在现有的布线中在适合的位置上被接入。
另一方面，所述有源保护电路还可以是其他网络元件的组成部分，例如开关、路由器、集线器或者甚至是网卡或类似装置。

Claims (11)

1.一种用于有线数据传输系统数据传送的有源保护电路，所述数据传输系统具有多条信号双绞线(D1，D2，D3，D4)，其特征在于，所述保护电路具有供电装置(EV)，保护电路用于所述有线数据传输系统免受所述信号双绞线(D1，D2，D3，D4)的过电压，每一条信号双绞线(D1，D2，D3，D4)中分别具有局部保护电路(S1，S2，S3，S4)，局部的保护电路包括瞬态抑制二极管(TVS1,...4)和桥式整流器，桥式整流器的交流输入端跨接在双绞线上，瞬态抑制二极管(TVS1,...4)跨接在桥式整流器的直流输出端，所述保护电路同时容许对每个局部保护电路(S1，S2，S3，S4)进行监测，为了对数据传输进行监测，所述供电装置(EV)一端与各条信号双绞线(D1，D2，D3，D4)的桥式整流器输出连接，所述供电装置(EV)另一端经一个分析控制装置(A)与各条信号双绞线(D1，D2，D3，D4)之间由开关控制器(SW1，SW2；T1，T2，T3，T4；MUX)控制交替地相连接，只要在所述各个局部的保护电路内出现其中一个瞬态抑制二极管(TVS1,...4)的击穿导致电流通过，就可借助分析控制装置(A)加以识别。
2.根据权利要求1所述的有源保护电路，其特征在于，所述分析控制装置(A)将识别的击穿信号通过一个远程通信装置(FM)被进一步传输到一个远程的位置。
3.根据权利要求1或2所述的有源保护电路，其特征在于，所述有线数据传输系统为一种基于以太网的系统。
4.根据权利要求3所述的有源保护电路，所述数据传输系统供电装置(EV)是由以太网提供的供电。
5.根据上述权利要求1或2或4所述的有源保护电路，其特征在于，所述开关控制器中的开关是光偶模拟开关(SW1，SW2)，通过光耦模拟开关(SW1，SW2)实现所述交替。
6.根据上述权利要求1或2或4所述的有源保护电路，其特征在于，所述开关控制器中的开关是数字开关(MUX)，通过数字开关(MUX)实现所述交替。
7.根据上述权利要求1或2或4所述的有源保护电路，其特征在于，所述监测可由用户从本地或者通过远程通信装置(FM)来要求。
8.根据上述权利要求1或2或4所述的有源保护电路，其特征在于，所述有源保护电路借助传送器作为转换器被接入所述数据传输系统。
9.根据上述权利要求1或2或4所述的有源保护电路，其特征在于，所述供电装置(EV)由所述有线数据传输系统供电。
10.根据上述权利要求1或2或4所述的有源保护电路，其特征在于，所述供电装置(EV)由所述有线数据传输系统供电，其中，能量供应是由以太网供电实现的。
11.根据上述权利要求1或2或4所述的有源保护电路，其特征在于，所述供电装置(EV)由相对于所述数据传输系统而言位于外部的能源来供电。
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