CN201830274U - 一种具有浪涌保护功能的以太网接口电路集成模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种以太网网口浪涌保护电路集成模块，其电路主要由网络变压器、瞬态抑制二极管以及浪涌泄放器件组成。其中网络变压器内部集成了共模扼流圈，从而提高了电路抑制共模干扰的能力，且采用的浪涌泄放器件具有多次的浪涌防护功能，通过将其跨接在信号线与产品的保护地之间而形成浪涌泄放通路，增强了接口抑制浪涌干扰的能力。本实用新型的以太网接口保护电路具有成本低廉、稳定可靠等优点，可以实现对电路的多次浪涌防护功能。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信领域的网络接口电路，更具体的涉及到一种具有浪涌保护功能的网络接口电路。
背景技术
以太网(Ethernet)技术在数据信息网络中得到了广泛的应用，其具有传输速度高、低能耗、便于安装、兼容性好、开放性高等方面的优点。传统的以太网接口电路如图1所示，其中RJ45为网口连接器，T01、T02为网络变压器，CM01、CM02为共模扼流圈。差分线对(TX+-、RX+-)通过网络变压器与PHY芯片侧的信号实现共模隔离，变压器中间抽头通过阻容匹配电路和RJ45接口相接，实现对高频噪声的滤除。
由于此接口电路并未对雷击浪涌干扰进行防护，而以太网设备大多直接裸露在室外，所以采用此接口电路的网络设备的工作就很容易受到雷击浪涌的干扰；而应用在工业现场的网络设备，由于工业现场的机械、气候、尘埃等条件非常恶劣，当浪涌干扰产生时，网络设备工作常常会因此失效。
发明内容
本实用新型的目的是为了克服上述现有的传统以太网网络设备的不足，而提供的一种具有浪涌保护功能的以太网接口电路集成模块。
一种具有浪涌保护功能的以太网接口电路集成模块，其主要部件由网络变压器、瞬态抑制二极管、浪涌泄放器件以及RJ45接口组成。其接口电路设计如图2所示。
其中设计采用的网络变压器内部集成了共模扼流圈，在实现信号隔离的同时，能够对信号电路中引入的共模干扰信号进行抑制，增强了电路的抗干扰能力。
设计采用的瞬态抑制二极管为双向瞬态抑制二极管，型号为SLVU2.8-4，其具有极快的响应速度，能够抑制如静电、电快速瞬变脉冲群等能量较小的干扰，且其杂散电容小于10皮法，能满足1000BASE-T以太网络的通信传输要求。
设计采用的陶瓷气体放电管为三端封装形式，其型号为B3D090L，通过将其跨接在差分信号线与保护地之间，给高能量的浪涌干扰提供泄放通路，实现对一对差分信号线的共模保护。
其具体工作原理为：在正常工作情况下，由于瞬态抑制二极管的极间电容很小(小于10PF)，其截止电压高于电路正常工作时的电压，且陶瓷气体放电管的极间电容也极小(小于1PF)，其击穿电压高于电路正常工作时的电压，故这些保护器件不会对网络信号的传输造成任何影响。而当信号线上引入共模雷击浪涌干扰时，由于此时浪涌电压高于陶瓷气体放电管的击穿电压，造成气体放电管的击穿动作，且气体管的一端连接到保护地上，所以此时的浪涌能量会通过击穿了的陶瓷气体放电管泄放到保护地上去，同时气体放电管把浪涌电压钳位在电路正常工作所允许的范围内，保护了电路的正常工作。
基于本实用新型的以太网接口保护电路模块既可以实现对雷击浪涌等高能量干扰的抑制，也可实现对静电、电快速瞬变脉冲群等小能量干扰的抑制，其具有成本低廉、稳定可靠等优点，具有较好的推广价值。
附图说明
图1是现有传统的以太网接口电路结构示意图。
图2是本实用新型的具有浪涌保护功能的以太网接口电路集成模块的结构示意图。
图3是本实用新型的具有浪涌保护功能的以太网接口电路集成模块的浪涌电流泄放路径示意图。
图4是本实用新型的具有浪涌保护功能的以太网接口电路集成模块的实物图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型具有浪涌保护功能的以太网接口电路集成模块的具体实施方式，附图中箭头(如→、←、↑、↓)所指的方向为信号传输的方向。
图2是本实用新型采用陶瓷气体放电管作为浪涌泄放器件的以太网接口电路模块的原理示意图。其主要部件由网络变压器T01、T02，共模扼流圈CM-01、CM-02，瞬态抑制二极管TVS01、TVS02，浪涌泄放器件QT1、QT2以及RJ45接口组成。在实施例中，差分线对(TX+-、RX+-)通过网络变压器与PHY芯片侧的信号实现共模隔离，在共模扼流圈的后端，将TVS管跨接在信号线之间以实现对低能量瞬态脉冲干扰的抑制，在TVS管后端，将陶瓷气体放电管跨接在信号线与保护地之间，为高能量的浪涌干扰提供泄放通道，变压器中间抽头通过阻容匹配电路和RJ45接口相接，实现对高频噪声的滤除。
在正常工作情况下，由于瞬态抑制二极管SLVU2.8-4的极间电容很小，其截止电压高于电路正常工作时的电压，且陶瓷气体放电管B3D090L的极间电容也极小，其击穿电压高于电路正常工作时的电压，故它们不会对网络信号的传输造成任何影响。
而当信号线上引入了雷击浪涌冲击信号时，加在气体放电管两端的电压超过了其击穿电压，此时放电管内部气体被电离，放电管开始击穿放电，且气体管的一端连接到保护地上，所以此时的浪涌能量会通过击穿了的陶瓷气体放电管泄放到保护地上去，如图3所示，浪涌电流沿着差分线(TX+、TX-、RX+、RX-)—气体放电管—接地端的路径泄放，同时气体放电管把浪涌电压嵌位在电路正常工作所允许的范围内，因此外界的高电压浪涌干扰就由于气体放电管的放电作用，被化解成了低电压和大电流的受保护情况，而且这个电流经由气体放电管本身返回到干扰源里，免除了干扰对设备可能带来的危害，保护了电路的正常工作。
在本实施例中，所述的瞬态抑制二极管型号为SLVU2.8-4，气体放电管信号为B3D090L。
Claims (5)
1.一种具有浪涌保护功能的以太网接口电路集成模块，其特征在于其通过合理的布局和连线将网络变压器、瞬态抑制二极管、浪涌泄放器件以及RJ45接口集成在一个体积仅为32.6*16.6*13.5mm的长方体金属壳体内。
2.如权利要求1所述的具有浪涌保护功能的以太网接口电路集成模块，其特征在于，所述网络变压器内部集成了共模扼流圈，能对共模干扰信号进行抑制。
3.如权利要求1所述的具有浪涌保护功能的以太网接口电路集成模块，其特征在于，所述瞬态抑制二极管为双向瞬态抑制二极管，且其杂散电容小于10皮法，能满足1000BASE-T以太网络的通信传输要求。
4.如权利要求1所述的具有浪涌保护功能的以太网接口电路集成模块，其特征在于，所述浪涌泄放器件为陶瓷气体放电管，陶瓷气体放电管跨接在信号线与保护地之间，作为浪涌干扰能量的泄放通路。
5.如权利要求1、2、3、4任一项所述的具有浪涌保护功能的以太网接口电路集成模块，其特征在于，所述的网络变压器、瞬态抑制二极管、浪涌泄放器件以及RJ45接口均集中安装在相应产品的金属屏蔽壳体内部，所述金属屏蔽壳体与接地端相接。
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Denomination of utility model: Ethernet interface circuit integrated module with surge protection function Effective date of registration: 20140522 Granted publication date: 20110511 Pledgee: Wuhan rural commercial bank Limited by Share Ltd Optics Valley branch Pledgor: Wuhan Maiwe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Registration number: 2014990000395 |
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Date of cancellation: 20150525 Granted publication date: 20110511 Pledgee: Wuhan rural commercial bank Limited by Share Ltd Optics Valley branch Pledgor: Wuhan Maiwe Optoelectronics Technology Co., Ltd. Registration number: 2014990000395 |
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