CN204697025U - 网络信号滤波电路及应用该电路的网络连接器 - Google Patents
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Abstract
一种网络信号滤波电路，其具有网线侧、芯片侧、以及位于网线侧和芯片侧之间的第一组信号传输通道和第二组信号传输通道，所述第一组信号传输通道上设有第一信号通道、第二信号通道、并联在第一信号通道与第二信号通道之间的第一自耦变压器，所述第二信号传输通道上设有第三信号通道、第四信号通道、并联在第三信号通道与第四信号通道之间的第二自耦变压器，其中所述第一自耦变压器和第二自耦变压器缠绕于同一磁芯上，从而磁芯数量减少，并且绕线工时减少，从而成本低。应用网络信号滤波电路的网络连接器也一并公开。
Description
【技术领域】
本实用新型有关于一种网络信号滤波电路及应用该电路的网络连接器，尤其涉及一种网络信号滤波电路及应用该电路的网络连接器的滤波电路。
【背景技术】
与本实用新型相关的现有技术，请参考2013年4月3日公开的中国第CN103022818A号专利申请，其公开了一种网络信号滤波电路，该网络信号滤波电路具有网线侧(线缆侧)、芯片侧(物理侧)、以及位于网线侧和芯片侧之间的四组信号传输通道。每组信号传输通道包括第一信号通道、第二信号通道、连接在第一信号通道与第二信号通道之间的共模扼流圈和隔离变压器(Isolating Transformer)，隔离变压器的一端中心抽头与芯片侧连接，隔离变压器的另一端中心抽头通过四个电阻并联后串联一电容最后导接至地。四个电阻并联与一电容串联为经典的鲍勃史密斯电路(Bob-Smith circuit)设计，但是这些电容电阻元件在网线遭遇雷击时候，高突波(Surge)会从网线侧经过信号传输通道传送至隔离变压器，而此时与中心抽头连接的电阻和电容由于耐高压能力较弱，经常到2KV时候，就被高雷击突波烧坏了，从而导致高突波无法导接至地而经过变压器靠近网线侧的初级线圈耦合至变压器靠近芯片侧的次级线圈，这样的高突波容易导致主板上的芯片(Chip)烧坏。一隔离变压器对应一个共模扼流圈，导致磁芯数量较多，绕线工时长，制造成本较高。
中国专利第CN101673613B号、第CN201323122U号以及美国专利第US8,861,204B号揭示了可以应用上述网络信号滤波电路的网络连接器，其可为RJ45连接器或者网络变压器(Lan Transformer)。
【实用新型内容】
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种成本低的网络信号滤波电路及应用该电路的网络连接器。
为提供一种成本低的网络信号滤波电路，本实用新型采用如下技术方案：一种网络信号滤波电路，其具有网线侧、芯片侧、以及位于网线侧和芯片侧之间的第一组信号传输通道和第二组信号传输通道，所述第一组信号传输通道上设有第一信号通道、第二信号通道、并联在第一信号通道与第二信号通道之间的第一自耦变压器，所述第二信号传输通道上设有第三信号通道、第四信号通道、并联在第三信号通道与第四信号通道之间的第二自耦变压器，其中所述第一自耦变压器和第二自耦变压器缠绕于同一磁芯上。
为提供一种成本低的网络连接器，本实用新型采用如下技术方案：一种网络连接器，其包括电路板安装于电路板上第一自耦变压器、第二自耦变压器、第一共模扼流圈、第二共模扼流圈，所述第一自耦变压器与第二自耦变压器分别连接至第一共模扼流圈与第二共模扼流圈，其中所述第一自耦变压器与第二自耦变压器缠绕至同一磁芯上形成一线圈绕组。
相对于现有技术，本实用新型的网络信号滤波电路中第一自耦变压器和第二自耦变压器缠绕于同一磁芯上，从而磁芯数量减少，并且绕线工时减少，从而成本低。
网络信号滤波电路还包括如下进一步改进：
进一步地，所述第一组信号传输通道与第二组信号传输通道分别设有第一共模扼流圈和第二共模扼流圈，所述第一自耦变压器与第一共模扼流圈之间还设有分别串联在第一信号通道和第二信号通道上的两个第一电容器，所述第二自耦变压器与第二共模扼流圈之间还设有分别串联在第三信号通道和第四信号通道上的两个第二电容器。
进一步地，所述第一自耦变压器设有连接于第一信号通道的初级线圈、连接于第二信号通道的次级线圈、以及设置于初级线圈和次级线圈之间的中心抽头，所述网络信号滤波电路还具有接地端，所述中心抽头直接电性连接至接地端。
进一步地，所述第二自耦变压器设有连接于第三信号通道的初级线圈、连接于第四信号通道的次级线圈、以及设置于初级线圈和次级线圈之间的中心抽头，所述中心抽头直接电性连接至接地端。
进一步地，所述第一自耦变压器和第二自耦变压器靠近线缆侧，所述第一共模扼流圈和第二共模扼流圈靠近芯片侧。
网络连接器模组还包括如下进一步改进：
进一步地，所述电路板上设有若干导电片和若干导电路径，所述线圈绕组包括四根导电绕线，每根绕线的两线头分别与一导电片物理连接，所述第一、第二自耦变压器的中心抽头均通过电路板上的导电路径连接两根绕线的线头形成。
进一步地，所述第一自耦变压器与第二自耦变压器的中心抽头通过电路板上的导电路径直接电性连接至接地端。
进一步地，所述第一自耦变压器与第二自耦变压器的四根绕线卷绕于磁芯的部分相互绞合在一起，而位于磁芯外的部分散开设置。
进一步地，所述第一共模扼流圈和第二共模扼流圈分别包括条形磁芯和绕设于条形磁芯上的绕线，所述第一自耦变压器与第二自耦变压器安装于电路板的一侧面，所述第一共模扼流圈和第二共模扼流圈表面安装于电路板的另一侧面。
【附图说明】
图1是符合本实用新型网络信号滤波电路的线路图。
图2是应用图1所示网络信号滤波电路的网络连接器的正视图。
图3是图2所示电路板上连接自耦变压器的导路径图。
图4是图2所示网络信号滤波电路的网络连接器的后视图。
【主要组件符号说明】
| 网络信号滤波电路 | 1 | 网线侧 | 101 |
| 芯片侧 | 102 | 信号传输通道 | 11、12、13、14 |
| 第一信号通道 | 111 | 第二信号通道 | 112 |
| 第一共模扼流圈 | 113 | 磁芯 | 1131 |
| 线圈 | 1132 | 自耦变压器 | 114 |
| 第一连接端 | 1141 | 第二连接端 | 1142 |
| 第一中心抽头 | 1143 | 第一电容器 | 115 |
| 接地端 | 116 | 第三信号通道 | 121 |
| 第四信号通道 | 122 | 第二共模扼流圈 | 123 |
| 第二自耦变压器 | 124 | 第二电容器 | 125 |
| 网络连接器 | 2 | 电路板 | 21 |
| 网线侧 | 211 | 芯片侧 | 212 |
| 导电片 | 213 | 接地端 | 215 |
| 共模扼流圈 | 22 | 自耦变压器 | 23 |
| 环形磁芯 | 231 | 绕线 | 232 |
| 线头 | 2321 | 电容器 | 24 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
【具体实施方式】
如图1所示，为符合本实用新型的一种网络信号滤波电路1，其具有网线侧101、芯片侧102、以及位于网线侧101和芯片侧102之间的至少两组信号传输通道11、12。图1所示网络信号滤波电路1包括四组相同的设置的信号传输通道11、12、13、14，此电路适用于1000Base-T及以上传输速率的网络，而10/100Base-T的网络仅需要两组相同设置的信号传输通道即可。
至少两组信号传输通道11、12包括第一组信号传输通道11和第二组信号传输通道12。第一组信号传输通道11包括第一信号通道111、第二信号通道112、第一共模扼流圈113、并联在第一信号通道111与第二信号通道112之间的第一自耦变压器114、以及分别串联在第一信号通道111和第二信号通道112上的两个第一电容器115。第二组信号传输通道12与第一组信号传输通道11设置完全相同，其包括第三信号通道121、第四信号通道122、第二共模扼流圈123、并联在第三信号通道121与第四信号通道122之间的第二自耦变压器124、以及分别串联在第三信号通道121和第四信号通道122上的两个第二电容器125。第一自耦变压器114包括连接于第一信号通道111的第一连接端(初级线圈)1141、连接于第二信号通道112的第二连接端(次级线圈)1142、以及位于第一连接端1141和第二连接端1142之间的第一中心抽头1143，所述第一中心抽头1143直接电性连接至接地端116。第二自耦变压器124包括连接于第三信号通道121的第三连接端(初级线圈)1241、连接于第四信号通道122的第四连接端(次级线圈)1242、以及位于第三连接端1241和第四连接端1242之间的第二中心抽头1243，所述第二中心抽头1243直接连接至接地端116。
本实用新型的网络信号滤波电路1中通过第一自耦变压器114和第二自耦变压器124的中心抽头1143、1243直接连接至接地端116，可以将网线侧101遭受雷击的高突波直接导接至接地端116，从而可以减少电阻和电容元件成本的同时提高了防雷等级，第一自耦变压器114导接至地(Line to Ground)的防雷等级可以达到15KV，而相邻两通道(Line to Line)之间的防雷等级可以达到6KV，而传统设计的隔离变压器接至地(Line to Ground)的防雷等级最多达到6KV，而相邻两通道(Line to Line)之间的防雷等级最多达到2KV。另外，由于在第一自耦变压器114和第一共模扼流圈113之间串联有第一电容器115，第一电容器115能够滤除部分低频杂讯，而第一共模扼流圈113能够滤除共模杂讯，第一共模扼流圈113、第一电容器115、第一自耦变压器114相互配合得得到了更好的电磁兼容性(EMC)性能，经过测试不但显示插入损耗(Insertion loss)及回波损耗(Return loss)性能得到了极大的提升，且电磁兼容性中的传导干扰CE(conduction emission)及辐射干扰RE(radiation emission)均得到了提升。
第一自耦变压器114和第二自耦变压器124缠绕于同一磁芯上，这样设置减少了磁芯数量，以及减少了绕线工时，使得生产成本极大的降低。
第一自耦变压器114和第二自耦变压器124靠近线缆侧101，所述第一共模扼流圈113和第二共模扼流圈123靠近芯片侧102。
如图2至图4所示，应用以上网络信号滤波电路1的网络连接器2，网络连接器2包括电路板21、四个共模扼流圈22、两个自耦变压器模组23、以及八个电容器24，所述共模扼流圈22、自耦变压器模组23、以及电容器24均安装于电路板21上。共模扼流圈22对应于网络信号滤波电路1中的共模扼流圈113，自耦变压器模组23对应于第一自耦变压器114与第二自耦变压器124，电容器24对应于第一电容器115或第二电容器125。电路板21具有用于电性连接网线的网线侧211、用于电性连接主板芯片的芯片侧212、以及连接于网线侧211与芯片侧212之间的若干导电路径。一个自耦变压器模组23与两个共模扼流圈22及两个电容器24对应连接。
电路板21上设有若干导电片213，所述自耦变压器包23括环形磁芯231和绕设于环形磁芯上的四根导电绕线232，每根绕线232的两线头2321分别与一导电片213物理连接，四根导电绕线232卷绕于磁芯231的部分相互绞合在一起，而位于磁芯231外的部分散开设置。如图1和图3所示，自耦变压器模组23的中心抽头通过电路板21上的导电路径214连接两根绕线232的线头2321形成第一自耦变压器114与第二自耦变压器124，且自耦变压器模组23的中心抽头通过电路板21上导电路径214连接至接地端215。
相比传统隔离变压器需要四根导电绕线(漆包线)绕设环形磁芯(铁芯)而成，本实用新型的自耦变压器模组23采用四根导电绕线232和一个形磁芯231形成两个通道的自耦变压器，减少了导电绕线和磁芯的数量，并且降低了绕线及理线工时，提高了防雷等级及电磁兼容性的同时降低了制造成本。相比传统两隔离变压器需要电路板设置十二个导电片(pad)来与两隔离变压器对应连接，本实用新型的自耦变压器包23只需要八个导电片(pad)来与自耦变压器模组23对应连接即可，电路板21的横向排布导电片213减少，从而使得电路板21的宽度更小。相比工字型(或者条形)磁芯结构的表面焊接式(SMD)自耦变压器，本实用新型的环形磁芯结构的自耦变压器模组23具有更大的电感值，在省去传统隔离变压器的同时，使得自耦变压器的电感值能够满足滤波要求。
如图4所示，共模扼流圈22包括条形磁芯和绕设于条形磁芯上的绕线，所述共模扼流圈22通过表面焊接技术(SMT)焊接至电路板21上的导电片上。
电容器24为表面焊接式电容，所述共模扼流圈22、自耦变压器模组23、以及电容器24通过电路板21上的导电路径电性连接。所述自耦变压器模组23安装于电路板21的一侧面，所述共模扼流圈22与电容器24安装于电路板的另一侧面。共模扼流圈22与自耦变压器模组23采用分离式设计，便于共模扼流圈22与自耦变压器模组23的自动化绕线，自耦变压器模组23上的导电绕线232的线头2321通过自动点焊机(无锡焊接)自动化地热熔焊接至导电片213，共模扼流圈22与电容器24采用SMT方式打板至电路板21上，整个过程自动化程度高，制造成本低。
该网络连接器2可以作为网络变压器(Lan Transformer)模组，也可以作为内部电路板磁性组安装于RJ45插座连接器中。当其为网络变压器(Lan Transformer)模组时，其安装于设有芯片的外部主板上，并通过外部主板与一被动RJ45连接器(passive RJ45)连接，接地端116为外部主板上的接地层。当其作为RJ45插座连接器的一部分时，其网线侧安装有RJ端子，其芯片侧安装站脚端子(Footer pin)，电路板安装于绝缘本体，且插座连接器具有作为接地端116的金属屏蔽壳体与内部电路板上的接地端215电性连接。
以上仅为本实用新型的部分较佳实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变化，均为本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种网络信号滤波电路，其具有网线侧、芯片侧、以及位于网线侧和芯片侧之间的第一组信号传输通道和第二组信号传输通道，所述第一组信号传输通道上设有第一信号通道、第二信号通道、并联在第一信号通道与第二信号通道之间的第一自耦变压器，所述第二信号传输通道上设有第三信号通道、第四信号通道、并联在第三信号通道与第四信号通道之间的第二自耦变压器，其特征在于：所述第一自耦变压器和第二自耦变压器缠绕于同一磁芯上。
2.如权利要求1所述的网络信号滤波电路，其特征在于：所述第一组信号传输通道与第二组信号传输通道分别设有第一共模扼流圈和第二共模扼流圈，所述第一自耦变压器与第一共模扼流圈之间还设有分别串联在第一信号通道和第二信号通道上的两个第一电容器，所述第二自耦变压器与第二共模扼流圈之间还设有分别串联在第三信号通道和第四信号通道上的两个第二电容器。
3.如权利要求2所述的网络信号滤波电路，其特征在于：所述第一自耦变压器设有连接于第一信号通道的初级线圈、连接于第二信号通道的次级线圈、以及设置于初级线圈和次级线圈之间的中心抽头，所述网络信号滤波电路还具有接地端，所述中心抽头直接电性连接至接地端。
4.如权利要求2所述的网络信号滤波电路，其特征在于：所述第二自耦变压器设有连接于第三信号通道的初级线圈、连接于第四信号通道的次级线圈、以及设置于初级线圈和次级线圈之间的中心抽头，所述中心抽头直接电性连接至接地端。
5.如权利要求2所述的网络连接器，其特征在于：所述第一自耦变压器和第二自耦变压器靠近线缆侧，所述第一共模扼流圈和第二共模扼流圈靠近芯片侧。
6.一种网络连接器，其包括电路板，安装于电路板上第一自耦变压器、第二自耦变压器、第一共模扼流圈、第二共模扼流圈，所述第一自耦变压器与第二自耦变压器分别连接至第一共模扼流圈与第二共模扼流圈，其特征在于：所述第一自耦变压器与第二自耦变压器缠绕至同一磁芯上形成一线圈绕组。
7.如权利要求6所述的网络连接器，其特征在于：所述电路板上设有若干导电片和若干导电路径，所述线圈绕组包括四根导电绕线，每根绕线的两线头分别与一导电片物理连接，所述第一、第二自耦变压器的中心抽头均通过电路板上的导电路径连接两根绕线的线头形成。
8.如权利要求7所述的网络连接器，其特征在于：所述第一自耦变压器与第二自耦变压器的中心抽头通过电路板上的导电路径直接电性连接至接地端。
9.如权利要求7所述的网络连接器，其特征在于：所述第一自耦变压器与第二自耦变压器的四根绕线卷绕于磁芯的部分相互绞合在一起，而位于磁芯外的部分散开设置。
10.如权利要求6所述的网络连接器，其特征在于：所述第一共模扼流圈和第二共模扼流圈分别包括条形磁芯和绕设于条形磁芯上的绕线，所述第一自耦变压器与第二自耦变压器安装于电路板的一侧面，所述第一共模扼流圈和第二共模扼流圈表面安装于电路板的另一侧面。
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