CN201523227U - 一种以太网浪涌保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种以太网浪涌保护电路，设置在RJ45接头的差分线上，该电路从RJ45接头开始向远端依次包括前级保护电路、隔离电路和后级保护电路，前级保护电路包括第一过电压保护元件，第一过电压保护元件并接到所述的RJ45接头的差分线上；隔离电路并联到RJ45接头的差分线上；后级保护电路为并联到RJ45接头的差分线上的瞬态抑制二极管。本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的以太网浪涌保护电路可以避免有危害的浪涌进入到以太网设备中，从而损坏电路或相关电子器件，提高了网络安全的可靠性。

Description

一种以太网浪涌保护电路

技术领域

本实用新型涉及一种以太网浪涌保护电路。

背景技术

20世纪90年代初随着网络通迅计算机不断的发展，综合布线系统开始逐渐流行，而RJ45逐渐成为了一种标准化的以太网接口，以太网双绞线布线系统逐渐成为标准的布线系统，而这种布线系统逐渐成为目前日益盛行的宽带局域网，以太网交换机系统一种布线方式，而以太网交换系统是目前国内外通迅产品作为终端用户、企业、电信最直接的一种接入设备，由于各交换机设备使用的环境及综合布线环境不一样，各种复杂的干扰的因素都有可能影响到交换设备的正常通迅，甚至终端产品的损坏，比如，各类通迅产品之间相互电磁干扰、静电、人为施工的误接、以及雷击等各类浪涌的干扰，都是有可能发生，而最终干扰接入设备的正常工作，而我们如何能有效的防止各类具有破坏性的干扰，特别是浪涌的干扰，这是目前以太网系统的设备都必须要考虑的一个重要的性能指标。

RJ45接头就是我们平常常见的水晶头，它有8根线，现在主要有两种法，其一是10/100Base-T的接头标准，这是一种差分传输方式，其线号定义于下：第一号线和第二号线用来发送数据，第3号线和第六号线用来接收数据，第4、5、7和8号线空置。另外一种就是100Base-T4的接头标准，该标准与10/100Base-T标准的差别是，定义了第4、5脚与第7、8脚分别为供电为电力线。

浪涌是一种比较复杂的过电压的一种形态，它包括人为的操作过电压、静电、雷击所产生的感应电压、核电磁干扰，等具有严重破坏能力的电磁干扰的能力，这种形态随着我们所处的环境不一样，所产生的破坏能力也不一样，特别是以这种RJ45以太网双绞线作为最普遍的一种综合布线接入的方式，更易遭受浪涌的干扰，据初步估算，目前由于遭受雷击浪涌而受损的产品，每年全世界至少有上万亿直接损失，甚至导致灾难性的后果。因而针对这种要求具有抗浪涌防护能力的产品不断的提到了日程，而传统的抗浪涌能力的防护，是直接采用深埋接地，而这种方式不光是人力成本高，而在防护效果也达不到最直接的理想的效果，而且出现故障也不便于及时排除；随着各种非线性具有抗雷击能力的产品不断的直接面市，各类通迅、电源端口直接采用各类直接防雷击的产品直接在电路中进行设计或直接设计成电路防雷模块而放置到终端产品的前端进行各类雷击浪的防护，打破了传统的施工复杂，但效益低，而且雷击有可能存在没有针对防护的效果。综上所述，因而针对RJ45以太网双绞线作为目前最普遍的一种综合布线及各类交换机设备接口的接口技术，为了保持各类交换通迅设备产品的正常工作以致于不受各类浪涌的破的坏，必须要有效的对此类这方面的产品进行浪涌设计方面的保护。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种提高网络安全的可靠性的以太网浪涌保护电路。

本实用新型为实现其目的而采用的技术方案为：一种以太网浪涌保护电路，设置在RJ45接头的差分线间，该电路从RJ45接头开始向远端包括前级保护电路、隔离电路和后级保护电路，

所述的前级保护电路包括第一过电保护元件，所述的第一过电保护元件并接到所述的RJ45接头的差分线上；

所述的隔离电路连接到所述的RJ45接头的差分线上；

所述的后级保护电路为并联到所述的RJ45接头差分线上的过电保护元件。

进一步的，上述的一种以太网浪涌保护电路中，所述的前级保护电路还包括第二过电保护元件和第三过电保护元件，所述的第二过电保护元件和第三过电保护元件串联后并接到所述的RJ45接头的两根差分线之间，所述的第二过电保护元件和第三过电保护元件中间接地。

进一步的，上述的一种以太网浪涌保护电路中，所述的隔离电路为隔离变压器，所述的隔离变压器的中间抽头经过一电阻串联电容接地，在所述的电容上并联一个第五过压保护元件。

进一步的，上述的一种以太网浪涌保护电路中，所述的隔离电路为隔离变压器，在所述的隔离变压器的中间抽头经过一个限流电阻串联隔离电容接地，所述的中间抽头还接一个变压器，所述的变压器的次级通过第六过电保护元件接地

本实用新型的有益效果是：本实用新型所述的以太网浪涌保护电路可以避免有危害的浪涌进入到以太网设备中，从而损坏电路或相关电子器件，提高了网络安全的可靠性。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作较为详细的描述。

附图说明

附图1为本实用新型实施例1原理图。

附图2为本实用新型实施例2原理图。

附图3为本实用新型实施例3原理图。

附图4为本实用新型实施例4原理图。

附图5为本实用新型实施例5原理图。

具体实施方式

实施例1，如图1所示：一种以太网浪涌保护电路，设置在RJ45接头的差分线上，该电路从RJ45接头开始向远端依次包括前级保护电路、隔离电路和后级保护电路。

本实施例中，前级保护电路包括第一过电压保护元件TV1、第二过电压保护元件BK2和第三过电压保护元件BK3，其中：第一过电压保护元件为TV1并接到所述的RJ45接头的差分线上的放电管；第二过电压保护元件BK2和第三过电压保护元件BK3串联后并接到所述的RJ45接头的两根差分线之间，第二过电压保护元件BK2和第三过电压保护元件BK3中间接地。本实施例中，第二过电压保护元件BK2和第三过电压保护元件BK3都是放电管。本实施例中，第一过电压保护元件TV1、第二过电压保护元件BK2和第三过电压保护元件BK3都是一种放电管也可以是瞬态抑制二极管、多路集成陈列式组合二极管、晶闸管、雪崩二极管、压敏电阻、超能硅抑制二极管、玻璃壳放电管和陶瓷壳放电管之间的一种。这些过电压保护元件的特点是，当电压超过设定时，本过电压保护元件通过放电或者短路等方法将电压吸收。

本这实施例中隔离电路并联到所述的RJ45接头的差分线上；也可以是串联热电阻PTC或者串联电阻或者电感线圈等隔离元件连接到所述的RJ45接头的差分线上。

后级保护电路为并联到所述的RJ45接头差分线上的末级过电压保护元件TVS，也可以是瞬态抑制二极管、多路集成陈列式组合二极管、晶闸管、雪崩二极管、压敏电阻、超能硅抑制二极管、玻璃壳放电管和陶瓷壳放电管之间的一种。

本实施例中，RJ45接头的8根线分四对，其中第1、2为一对差分线路，第3、6为另一对差分线路，第4、5线和第7、8线分别为两对电力线。在这时，两种电路的保护电路相同，本实施例的以太网浪涌保护电路可以设置在1、2线对、3、6线对上也可以设置在4、5线对和7、8线对上。

如图1所示，本实施例的结构在每一对数据线之间，前级保护电路采用开关型器件，而在作为隔离电路的PTC或电阻或隔离变压器之后采用限压型器件TVS来进行防护，前级保护电路中的开关型或限压型器件可由二极或三极或多级集成的保护器件任一组合方式来实现前级的差模或共模较大浪涌的泄放，而后级保护电路采用快速安全可靠的抑制二极体TVS进行把电压限制到一个比较安全的水平；这是一种针对8根数据传输线的1000M以太网浪涌保护方式；针对4/5、7/8双绞线若作为非数据传输处理连接状态就是4线制的10M/100M以太网浪保护方式。在图1中，其中TV1~TV4，BK2~BK12就是由二极或三极或多路集成组成的保护元件，而TVS1~TVS4，依据保护方式，而采用不同规格的集成TVS二极体来进行保护，型号可为UFS08A2.8L04、UFS08C2.8L04、UDD32CXXL01等器件来实现。

实施例2，如图2所示，本实施例与实施例1基本相同，使用隔离变压器作为隔离电路，只是在第二过电压保护元件BK2和第三过电压保护元件 BK3中间接地还串联有限压或开关型

第四过电压保护元件SG1。并在所述的隔离变压器的中间抽头经过一个电阻R和电容C接地。

本实施例的结构是在考虑RJ45以太网变压器T1至T4及电阻R在承受不住较大的外界浪能力的情况下，而在前端保护电路中设计的一种浪涌保护电路，它的设计思想与实施例1相似；但保护元件要实现能承受耐压(HI-POT TEST)情况下保护元件既能不误动作又要实现较高抗浪涌的承受能力，此时对地的第四过电压保护元件SG1或限压型保护器件MOV、TVS选择必须要高于所能承受的耐压等级；但此保护电路的设计的最大优点，外界异常的浪涌几乎全部通过保护器件所设计的电路进行泄放，不会损坏周边的电子器件，安全级别高，噍一的缺点就是所使用的保护器件较多。

实施例3，如图3所示，本实施例是实施例2的一种改进，减少了不少器件，本实施例也采用隔离变压器作为隔离电路，隔离变压器的中间抽头经过一个电阻R串联电容C接地，在电容C上并联一个第五过电压保护元件SG2。本实施例中电容C的耐压为3KV或高压电容。

本实施例是实施例思想结构下所设计的一种精简的浪涌保护电路，此电路必须要兼顾到变压器及电阻要求能承受的住雷击浪涌的能力，这种所设计的保护电路是最精简最节约空间比较具有高效的一种方法。

实施例4，如图4所示，与实施例3不同的是没有了第五过电压保护元件SG2，中间抽头还接一个变压器T0，变压器的次级通过第六过电压保护元件SG3接地。

本实施例结构主要是考虑到变压器及电阻不能足够承受浪涌能力的情况下，而所采用的T0变压器必须要有足够承受测试标准中要能承受的浪涌能力，雷击浪涌过来通过第六保护元件SG3进行释放，尽量减少浪涌对电阻R及电容的浪涌冲击，有效的起到一个浪涌能量转移的作用用，这也是实施例2的思想结构下所采用的一种改进行设计电路。

实施例5，如图5所示，本实施例的结构主要是针对以太网有源电力线的保护，主要是针对4/5与7/8之间的电力线进行保护，在首级电力线之间采限压型器件，氧化锌压敏电阻或超大功率型的TVS或HYPERFIX或放电管与限压器件组合来进行线间或线地之间的防护，为了能进一步对残压的抑制也可以直接设计次级保护，通过TVS4来进一步的抑制电压，此TVS4的选型工作电压必须高于线路上的最大工作电压，而在首级与次级之间采用PTC或电感进行限流或退耦；而其它1/2、3/6以太网数据传输线采用等同于图1设计的浪涌保护思路进行防护；若是针对8线制的RJ45以太网双绞线，而是采用变压器的中心抽头进行供电方式，针对有源部分可直接采用等效图5的设计方法。

上面5个实施例阐述了RJ45以太网浪涌保护设计方法及电路，通过调整不同设计方法及选择不同保护器件有效实现浪涌电路的组合，可以达到因地而制宜的有效进行浪涌各方面的防护，从而可以达到适应不同浪涌检验标准的验证，其有效的保护其电路及电子零件不受损坏。

Claims (10)

1.一种以太网浪涌保护电路，设置在RJ45接头的差分线上，其特征在于：该电路从RJ45接头开始向远端包括前级保护电路、隔离电路、后级保护电路，

所述的前级保护电路包括第一过电压保护元件(TV1)，所述的第一过电压保护元件(TV1)连接到所述的RJ45接头的差分线上；

所述的隔离电路连接到所述的RJ45接头的差分线上；

所述的后级保护电路为并联到所述的RJ45接头差分线上的末级过电压保护元件(TVS)。

2.根据权利要求1所述的一种以太网浪涌保护电路，其特征在于：所所述的前级保护电路还包括第二过电压保护元件(BK2)和第三过电压保护元件(BK3)，所述的第二过电压保护元件(BK2)和第三过电压保护元件(BK3)串联后并接到所述的RJ45接头的差分线之间，所述的第二过电压保护元件(BK2)和第三过电压保护元件(BK3)中间接地。

3.根据权利要求2所述的一种以太网浪涌保护电路，其特征在于：所述的隔离电路为隔离变压器。

4.根据权利要求3所述的一种以太网浪涌保护电路，其特征在于，在所述的第二过电压保护元件(BK2)和第三过电压保护元件(BK3)中间通过第四过电压保护元件(SG1)接地。

5.根据权利要求4所述的一种以太网浪涌保护电路，其特征在于，所述的第四过电保护元件(SG1)为限压型保护元件或者开关型过电保护元件。

6.根据权利要求4所述的一种以太网浪涌保护电路，其特征在于，在所述的隔离变压器的中间抽头经过一电阻(R)和电容(C)接地。

7.根据权利要求1所述的一种以太网浪涌保护电路，其特征在于，所述的隔离电路为隔离变压器，所述的隔离变压器的中间抽头经过一电阻(R)串联电容(C)接地，在所述的电容(C)上并联一个第五过压电压保护元件(SG2)。

8.根据权利要求1所述的一种以太网浪涌保护电路，其特征在于，所述的隔离电路为隔离变压器，在所述的隔离变压器的中间抽头经过一个电阻(R)串联电容(C)接地，所述的中间抽头还接一个变压器(T0)，所述的变压器的次级通过第六过电压保护元件(SG3)接地。

9.根据权利要求1所述的一种以太网浪涌保护电路，其特征在于，所述的隔离电路为串联热电阻PTC或者串联电阻或者电感线圈。

10.根据权利要求1至9任一权利要求所述的一种太网浪涌保护电路，其特征在于：所述的过电压保护元件为瞬态抑制二极管、多路集成陈列式组合二极管、晶闸管、雪崩二极管、压敏电阻、超能硅抑制二极管、玻璃放电管和陶瓷放电管之间的一种。

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