CN203775228U - 一种防雷击的网络信号处理电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型有关一种防雷击的网络信号处理电路，该防雷击的网络信号处理电路通过处理电路分别电性连接网络芯片和网络连接器，且处理电路在网络芯片与网络连接器之间设有多个电路信道，并于一个或一个以上电路信道上分别电性连接有自耦变压器，再介于自耦变压器及网络连接器之间的一个或一个以上电路信道上，任两个相邻的电路信道之间均以并联方式电性连接共轭线圈，共轭线圈可滤除网络信号中夹杂的噪声或雷击产生的突波等，通过自耦变压器电性连接的接地侧泄放共轭线圈中的噪声和突波等干扰，以达到稳定网络信号传输的目的。

Description

一种防雷击的网络信号处理电路

技术领域

本实用新型提供一种防雷击的网络信号处理电路，尤指可滤除噪声及瞬间高压产生的突波的防雷击的网络信号处理电路，通过网络芯片与网络连接器之间的处理电路，在一个或一个以上电路信道中分别电性连接共轭线圈及自耦变压器，以达到排除噪声及突波的目的。

背景技术

现今计算机科技快速发展，桌面计算机和笔记本电脑已普遍存在于社会各个角落，计算机发展趋势亦朝运算功能强、速度快及体积小的方向迈进，由于网络通讯技术也正在迅速蓬勃发展中，并将人们的生活、学习、工作与休闲带入另一有别以往的崭新境界，使人与人之间即可通过网络通讯相互传输所需实时信息、广告宣传或往来邮件等，同时通过网络搜寻各种信息、实时通讯或在线游戏等，使人们与网络之间的关系更为热络且密不可分。

网络一般使用电缆连接和无线传输两种方式来传输数据，电缆连接需装设有网络连接器，随着网络的运用越来越广，网络上传输的数据量也越来越大，网络厂商为了满足用户的需求便一直提高网络传输的速度，从10Mbps到100Mbps或1Gbps，甚至现在推出的光纤网络传输速度可达到10Gbps以上，然而，当网络信号线受到雷击影响，以致网络信号线连接的网络连接器接收雷击的瞬间高电压信号时，会因瞬间高电压造成处理电路上电性连接的各电子元件、网络芯片等的损坏，除了会影响网络信号传输不稳定、中断或完全无法接通，甚至会造成网络芯片所装设的电路板或电子装置（如计算机或分享器等）的主机等受到瞬间高电压的冲击而故障或损毁，一般网络的类型根据计算机所涵盖的地理范围，大致上可分为局域网络、都会网络、广域网、无线网络、互联网络等类型，而在进行网络信号的连接、上传、下载等传输作业时，容易受到周边电子零件的信号、电磁波等噪声的干扰，另外，信号中所产生的突波现象（如雷击）等也会影响网络信号传输的稳定性，故必须在网络连接器中设置滤波元件，以供进行信号的滤波处理，降低噪声、电磁波及突波的干扰，但对于雷击产生的瞬间高电压冲击，仍无法完全予以滤除，对于网络线路及网络芯片等电子电路及元件，也会有产生破坏的困扰。

而在目前的网络信号处理电路中，如图5所示，于网络连接器A的输入接脚第9至18接脚、分别电性连接至网卡芯片B，输入接脚第19至22接脚则分别电性连接发光二极管（LED），而输出接脚第1至8接脚再连接于外部的电缆线，而为了防止在处理电路中受到外部电缆线产生的噪声或雷击形成的瞬间突波等影响，在网络连接器A的处理电路A1中电性连接多个变压器A2，且由各变压器A2的线圈中心抽头连接至各电阻A3，各电阻A3再电性连接于电容A4，该电阻A3的阻抗通常为75ohm，电容a4则为0.1UF，则电容A4接地，以在产生高压突波时，通过各变压器A2的各电阻A3及电容A4以接地将突波排放，但因电阻A3及电容A4的阻抗及容值有限，当雷击放电时所产生的高压过大时，电阻A3及电容A4并无法负荷瞬间的高压，容易导致瞬间高压冲入处理电路A1，进而造成网卡芯片B的烧毁、损坏，以致网络连接器Ａ故障无法使用。

所以，如何解决网络连接器遭受雷击产生的瞬间高电压导致的网卡芯片或电子装置等损坏的缺失与不足，并造成网络信号传输质量变差、传输内容中断或无法接通的麻烦与困扰，即为从事此行业者所亟欲改善的方向所在。

发明内容

故，本实用新型研究人有鉴于上述问题与缺失，乃搜集相关资料，经由多方评估及考虑，并以从事于此行业累积的多年经验，经由不断试作及修改，始设计出此种可将网络信号传输遭受雷击影响产生的高电压予以降低、外部噪声干扰予以排除，并防止网卡芯片或相关电子装置受雷击破坏，且可顺利传输网络信号的防雷击的网络信号处理电路。

本实用新型提供了一种防雷击的网络信号处理电路，包括网络芯片、处理电路、自耦变压器及用于传输网络信号的网络连接器，网络芯片通过处理电路电性连接于网络连接器，处理电路在网络芯片与网络连接器之间设有多个电路信道，并在一个或一个以上电路信道上分别电性连接有自耦变压器，其改进在于：

该处理电路介于自耦变压器及网络连接器之间的一个或一个以上电路信道上，任意两个相邻的电路信道之间均以并联方式电性连接有供滤除网络信号中夹杂的噪声或突波的共轭线圈。

可选的，该自耦变压器包括铁芯及卷绕于铁芯上的线圈绕组，且线圈绕组两侧分别电性连接于与该线圈绕组相邻的两个电路信道，自耦变压器与用于泄放共轭线圈中的噪声和突波的接地侧电性连接。

本实用新型的主要目的在于该防雷击的网络信号处理电路利用处理电路分别电性连接网络芯片和网络连接器，且于网络芯片与网络连接器之间设有多个电路信道，并于一个或一个以上电路信道上分别电性连接有自耦变压器，再介于自耦变压器及网络连接器之间的任两个相邻的电路信道之间均以并联方式电性连接共轭线圈，共轭线圈可供滤除网络信号中夹杂的噪声或雷击产生的突波等，而通过自耦变压器电性连接接地侧，以泄放共轭线圈中的噪声或突波等干扰，达到稳定网络信号传输的目的。

本实用新型的次要目的在于该自耦变压器包括铁芯及卷绕于铁芯上的线圈，且线圈的两侧分别电性连接于两个相邻的电路信道，并于自耦变压器电性连设有用于泄放共轭线圈的噪声或突波的接地侧，即可顺利将网络信道间的雷击瞬间高压及噪声等快速泄放。

附图说明

图1为本实用新型的方块图；

图2为本实用新型的简易电路图；

图3为本实用新型较佳实施例的方块图；

图4为本实用新型的电路局部放大图；

图5为现有技术中网络连接器的电路图。

附图标记说明：1-网络芯片；11-接脚组；111-接脚；2-网络连接器；21-端子组；211-端子脚；3-处理电路；31-电路信道；4-自耦变压器；41-铁芯；42-线圈绕组；421-输入端；422-输出端；43-接地侧；5-共轭线圈；51-第一输入侧；52-第二输入侧；53-第一输出侧；54-第二输出侧；6-电路板；A-网络连接器；A1-处理电路；A2-变压器；A3-电阻；A4-电容；B-网卡芯片。

具体实施方式

为达成上述目的与功效，本实用新型所采用的技术手段及其构造、实施方法等，兹绘图就本实用新型的较佳实施例详加说明其特征与功能如下，俾利完全了解。

如图1至图4所示分别为本实用新型的方块图、简易电路图、较佳实施例的方块图、电路局部放大图，由图中所示可清楚看出本实用新型提供的防雷击的网络信号处理电路包括网络芯片1、网络连接器2、电性连接于网络芯片1与网络连接器2之间的处理电路3，其中：

该网络芯片1具有供传输电子／电压信号的接脚组11，而网络连接器2具有供传输电子／电压信号的端子组21，再于接脚组11与端子组21之间电性连接处理电路3，且处理电路3包括一个或一个以上电路信道31，并于网络芯片1、网络连接器2之间的一个或一个以上电路信道31上呈并联方式分别电性连接自耦变压器4，则各自耦变压器4均在铁芯41上卷绕线圈绕组42，且线圈绕组42的两侧的输入端421、输出端422则分别电性连接于相邻的各个电路信道31，并供各自耦变压器4的线圈绕组42分别电性连接于接地侧43，以形成自耦变压器4的回路，再于各自耦变压器4与网络芯片1之间的一个或一个以上电路信道31中的任意两个相邻的电路信道31之间再以并联方式电性连接有共轭线圈5，而多个共轭线圈5利用第一输入侧51、第二输入侧52及第一输出侧53、第二输出侧54分别以并联方式电性连接于两个相邻的电路信道31。

且上述处理网络信号的网络芯片1及处理电路3可呈电性连接方式成型于电路板6上，再通过电路板6与外部的网络连接器2作电性连接；亦可将网络连接器2及处理电路3呈电性连接方式成型于电路板6上，再通过电路板6电性连接于外部的网络芯片1；并由电路板6提供网络芯片1、网络连接器2及处理电路3等电路所需的电源，且电路板6可设置有供电源（如：干电池、充电电池、锂电池或钮扣型电池等，或通过电源线电性接于外部市电电源等，以供应电路板6所需电源），然而有关网络芯片1、网络连接器2及其配置为现有技术，且具体构成非本实用新型要点，故不予赘述。

另，该处理电路3利用各电路信道31的一端，电性连接于网络芯片1的接脚组11的各接脚111（各接脚111可分别为MD0+、MD0-、MD1+、MD1-、MD2+、MD2-、MD3+及MD3-，仅是作为各接脚111区分的编号，各编号仍可视实际设计需求变换，非因此即局限本实用新型的保护范围）；且处理电路3为利用各电路信道31的另一端电性连接于网络连接器2的端子组21的各端子脚211（各端子脚211可分别为MX0+、MX0-、MX1+、MX1-、MX2+、MX2-、MX3+及MX3-，仅作为各端子脚211区分的编号，各编号可视实际设计需求变换，非因此即局限本实用新型的保护范围）。

如图2及图4所示分别为本实用新型的简易电路图、电路局部放大图，由图中所示可以清楚看出，本实用新型的网络信号处理电路于实际应用实施时，若在网络连接器2的端子组21的一侧端子脚211传输网络信号过程中接收到外部雷击的冲击，则雷击产生的瞬间高电压、突波通过网络连接器2传输至处理电路3的各电路信道31，即由各电路信道31传输至各自耦变压器4，以通过各自耦变压器4将突波传输至接地侧43，以将突波的瞬间高电压予以泄放，且网络连接器2的端子组21的一侧端子脚211传输网络信号过程，接收到外部的电磁波、干扰信号等噪声的干扰时，即可由各共轭线圈5进行滤波处理，将各电路信道31中的噪声经由各自耦变压器4的接地侧43予以排除，可滤除各电路信道31中的噪声干扰、避免网络信号产生不稳定或中断等情况，可供各电路信道31将稳定的网络信号传送至网络芯片1的接脚组11中，通过网络芯片1进行处理网络信号；另于各自耦变压器4内部具有低值电阻（约为0.1Ω～1.0Ω），而雷击冲击所产生的瞬间高电压可达数KV（千伏特），并可经由自耦变压器4将瞬间高电压传输至接地侧43，予以降压、缓冲高电压，可减少雷击的瞬间高电压对网络系统造成的伤害，再通过网络仿真雷击发生器进行检测，以将所得的数据进行说明，其中：

而目前应用于网络线路中的直流滤波电路可用以滤除直流、低频噪声，且直流、低频噪声例如静电或雷击等所产生的突波为持续时间极短并为低频信号，静电或雷击等所产生的突波的振幅约为数千伏特（Volt），频率约为1kHz～1MHz，电压上升时间（Rise Time）约为1～10微秒（μs），然网络电连接器等高速传输的电连接器的传输速度大多落在10Mb／s至1Gb／s，对应的传输信号的频率介于2.5MHz至125 MHz之间，都远超过1MHz，因此，直流高通滤波电路可设定一频率门坎值，例如1MHz，并只让频率超过该门坎值的信号通过，即可滤除低频信号，对于雷击所产生瞬间高电压的冲击，依据IEC61000-4-5进行检测的雷击发生器，使用10/700雷击冲击波形时，其内部的内阻值约为15Ω，雷击发生器的外部电阻需等值于25Ω，如果使用如网络10/100Ｍ的网络线时，其由四条线所构成，每条线路分别串联四个100Ω的电阻（四个100Ω相当于并联，而成为外部25Ω等值电阻），举例来说当雷击发生器产生6KV（千伏特）的瞬间高电压，经由自耦变压器4（假设为直流1Ω电阻值）予以降压，其计算公式为：

6KV/（15+100+1）×1Ω（自耦变压器4的电阻值、预设为1Ω）＝51.72Ｖ。

则网络连接器2所承接的雷击，经由自耦变压器4的低值电阻予以降压缓冲成为51.72Ｖ，其余大量电压值（约5.95KV）即通过各自耦变压器4电性连接至接地侧43排除，而自耦变压器4处理后的网络处理电路3上仅残余电压值51.72Ｖ，此电压值为网络处理电路3得以承受的电压值（网络线路可承受约数十至数百伏特的电压值），即网络连接器2在承受雷击时的瞬间高电压可通过自耦变压器4予以降压、缓冲，并不会将瞬间高电压传送至网络芯片1的相对接脚组11的各接脚111，防止雷击所产生的瞬间高电压对处理电路3及网络芯片1等造成伤害、毁损。

再者，各自耦变压器4的感应量依据不同冲程可分别为40μＨ～1000μＨ之间，若依据等效阻抗值计算，则等效阻抗值于100MHz时，自耦变压器4的数值则可为200欧姆（Ω）～10,000欧姆（Ω）之间，则在网络传送的频段线路上，所呈现的阻抗并不会影响网络信号的传输，一般网络信号的10Ｍ、100M或1G等信号传输量，均可顺利通过处理电路，而不会受到自耦变压器4的干扰或影响。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，非因此局限本实用新型的保护范围，本实用新型防雷击的网络信号处理电路于网络芯片1与网络连接器2之间利用处理电路3电性连接，并于处理电路3的一个或一个相邻的电路信道31之间分别并联有自耦变压器4、再以并联方式电性连接有共轭线圈5，通过自耦变压器4以铁芯41卷绕线圈绕组42，通过自耦变压器4的耦合作用，将网络连接器2所接收的外部雷击所产生的瞬间高电压予以滤除，且通过共轭线圈5将各电路信道31中的噪声通过自耦变压器4的接地侧43排除，以达到处理电路3稳定传输网络信号、降低雷击产生的高压或外部信号干扰的目的，且可减少网络芯片1、电路信道31及相关电子元件等受到瞬间高电压或噪声等影响，避免网络处理电路3因雷击产生的瞬间高电压而故障以及影响网络信号不稳定或中断等情况发生，故凡是可达成前述效果的结构、装置皆应受本实用新型所涵盖，此种简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本实用新型的保护范围内，合予陈明。

故，本实用新型为主要针对防雷击的网络信号处理电路进行设计，利用网络芯片与网络连接器之间电性连接处理电路，且于处理电路的各电路信道分别并联自耦变压器、再分别以并联方式电性连接共轭线圈，以通过耦变压器的耦合作用将网络信号接收雷击产生的瞬间高电压予以滤除，且由各共轭线圈将各电路信道中的噪声予以排除，而可达到保持网络信号稳定传输为主要保护重点，避免瞬间高电压造成对网络芯片或相关电子元件等产生冲击、损坏，减少网络信号的噪声造成网络信号不稳定或中断等缺失，乃仅使网络信号可以避免受雷击影响产生冲击或干扰的优势，则可供网络信号应用更为顺畅、数据传输不中断的目的，惟，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，非因此即局限本实用新型的保护范围，故凡是运用本实用新型说明书及图式内容所为的简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本实用新型的保护范围内，合予陈明。

Claims (2)

1.一种防雷击的网络信号处理电路，其特征在于，包括网络芯片、处理电路、自耦变压器及用于传输网络信号的网络连接器，网络芯片通过处理电路电性连接于网络连接器，处理电路在网络芯片与网络连接器之间设有多个电路信道，并在一个或一个以上电路信道上分别电性连接有自耦变压器，其改进在于：

该处理电路介于自耦变压器及网络连接器之间的一个或一个以上电路信道上，任意两个相邻的电路信道之间均以并联方式电性连接有供滤除网络信号中夹杂的噪声或突波的共轭线圈。

2.根据权利要求1所述的防雷击的网络信号处理电路，其中该自耦变压器包括铁芯及卷绕于铁芯上的线圈绕组，且线圈绕组两侧分别电性连接于与该线圈绕组相邻的两个电路信道，自耦变压器与用于泄放共轭线圈中的噪声和突波的接地侧电性连接。