CN210053209U - 一种以太网接口浪涌保护电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于以太网设备保护技术领域，公开了一种以太网接口浪涌保护电路，包括：PHY芯片、次级差模保护模块、变压器、初级差模保护模块和RJ45接口，次级差模保护模块通过差分线连接在PHY芯片和变压器之间，初级差模保护模块通过差分线连接在RJ45接口和变压器之间。本实用新型实现了能够提高网口稳定性及可靠性。
Description
技术领域
本实用新型属于以太网设备保护技术领域，尤其涉及一种以太网接口浪涌保护电路。
背景技术
以太网技术被广泛应用于工业现场，工业现场往往环境比较恶劣，如高低温，如雷击等。雷击的瞬间高电压往往通过以太网端口的双绞线等引入，工业现场如果仍按照商用设备的防护等级，设备将受到雷击、静电攻击后损坏率非常之高，即使没有损坏设备，但短时间内设备通讯将会不正常，接口及设备的可靠性大打折扣。
以太网中的干扰类型可分为共模干扰和差模干扰，共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态电压叠加所形成。共模干扰是在信号线和地之间传输，属于非对称性干扰，差模干扰是指作用于信号两级间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。差模干扰在两根信号线之间传输，属于对称性干扰。
传统的以太网口差模防护等级不高，端口受到干扰时设备往往不能正常通讯且比较容易损坏，无法满足工业现场数据通讯高可靠性的要求。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种以太网接口浪涌保护电路，能够提高网口稳定性及可靠性。
本实用新型实施例是这样实现的：
一种以太网接口浪涌保护电路，包括：PHY芯片、次级差模保护模块、变压器、初级差模保护模块和RJ45接口，次级差模保护模块通过差分线连接在PHY芯片和变压器之间，初级差模保护模块通过差分线连接在RJ45接口和变压器之间，当差模浪涌信号从RJ45接口差分线正负引入时，初级差模保护模块对线对间的压差进行第一次减小处理，残留的差模浪涌信号从变压器差分线正负引入时，次级差模保护模块对线对间的压差进行第二次减小处理；在次级差模保护模块的每根差分线上分别串接用于限流的电阻，在次级差模保护模块的每根差分线上分别对地并接用于吸收ESD的电容；其中电阻阻值最大不超过10欧，电容容值最大不超过15PF。
本实用新型实施例通过在网络变压器与PHY芯片之间、网络变压器和RJ45之间增加差模浪涌防护模块，可大大提高差模防护等级，提高网口稳定性及可靠性，并适用基本所有的以太网芯片方案的防护要求。本实用新型在接口电路中提供差模过压保护方案，防护等级可以达到工业4级，大大提高设备稳定性和可靠性。
附图说明
图1是本实用新型一种百兆以太网口的差模防护示意图；
图2是本实用新型一种千兆以太网口的差模防护示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述：
一种以太网接口浪涌保护电路，包括：PHY芯片、次级差模保护模块、变压器、初级差模保护模块和RJ45接口，次级差模保护模块通过差分线连接在PHY芯片和变压器之间，初级差模保护模块通过差分线连接在RJ45接口和变压器之间，当差模浪涌信号从RJ45接口差分线正负引入时，初级差模保护模块对线对间的压差进行第一次减小处理，残留的差模浪涌信号从变压器差分线正负引入时，次级差模保护模块对线对间的压差进行第二次减小处理；在次级差模保护模块的每根差分线上分别串接用于限流的电阻，在次级差模保护模块的每根差分线上分别对地并接用于吸收ESD的电容；其中电阻阻值最大不超过10欧，电容容值最大不超过15PF。
具体的，本实用新型的差模防护示意图如图1所示，在RJ45和网络变压器之间增加初级差模浪涌防护模块，当差模浪涌信号分别从差分线正负引入时，经过模块迅速将线对间的压差减小，但是经过初级差模浪涌保护模块的残压还比较高，还达不到一些抗防护能力比较弱的以太网芯片的要求，还有很大机率对产品造成不可恢复的损害，所以在后级，即在网络变压器与PHY芯片之间增加次级差模浪涌保护模块，该模块靠近网络变压器放置，差分线TDR+I、TDR-1和TDR+2、TDR-2共用一个模块，当差模浪涌信号分别从差分线正、负引入时，经过模块迅速将线对间的压差减小到极低的状态。图中的CT是变压器的中心抽头，在这用于浪涌泄放途径。
在次级差模浪涌防护模块上的差分线TDR+1、TDR-1和TDR+2、TDR-2上分别串联小电阻R，可以起到限流抑制效果。根据浪涌残压的大小选定，电阻阻值一般为2欧，最大不超过10欧，否则对信号眼图有影响。
在次级差模浪涌防护模块上的差分线TDR+1、TDR-1和TDR+2、TDR-2上分别增加小电容，对ESD有吸收作用。根据浪涌残压的大小选定，电容容值一般为6.8PF，最大不超过15PF，否则对信号眼图有影响。
本实用新型对于千兆以太网口的差模防护同样适用，只不过千兆以太网口的差模防护模块要用到两组，而百兆以太网口的差模防护模块只需要用到一组，千兆以太网口的差模浪涌保护示意图如图2所示，在RJ45和网络变压器之间增加初级差模浪涌防护模块，当差模浪涌信号分别从差分线正负引入时，经过模块迅速将线对间的压差减小，但是经过初级差模浪涌保护模块的残压还比较高，还达不到一些抗防护能力比较弱的以太网芯片的要求，还有很大机率对产品造成不可恢复的损害，所以在后级，即在网络变压器与PHY芯片之间增加次级差模浪涌保护模块，该模块靠近网络变压器放置，差分线TDR+1、TDR-1和TDR+2、TDR-2共用一组保护模块，差分线TDR+3、TDR-3和TDR+4、TDR-4共用一组保护模块，当差模浪涌信号分别从差分线正负引入时，经过模块迅速将线对间的压差减小到极低的状态。
在次级差模浪涌保护模块的TDR+1、TDR-1，TDR+2、TDR-2，TDR+3、TDR-3，TDR+4、TDR-4上分别串联小电阻R，可以取到限流抑制效果。
在次级差模浪涌保护模块的TDR+1、TDR-1，TDR+2、TDR-2，TDR+3、TDR-3，TDR+4、TDR-4上分别增加小电容，对ESD有吸收作用。
本实用新型是在网络变压器与PHY芯片之间、网络变压器和RJ45之间增加差模浪涌防护模块，可大大提高差模防护等级，提高网口稳定性及可靠性，并适用基本所有的以太网芯片方案的防护要求。本实用新型在接口电路中提供差模过压保护方案，防护等级可以达到工业4级，大大提高设备稳定性和可靠性。
本实用新型的实施例中，相关术语为：ESD：Electro-Static discharge静电释放；PHY：Port Physical Layer端口物理层。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种以太网接口浪涌保护电路，其特征在于，包括：PHY芯片、次级差模保护模块、变压器、初级差模保护模块和RJ45接口，次级差模保护模块通过差分线连接在PHY芯片和变压器之间，初级差模保护模块通过差分线连接在RJ45接口和变压器之间，当差模浪涌信号从RJ45接口差分线正负引入时，初级差模保护模块对线对间的压差进行第一次减小处理，残留的差模浪涌信号从变压器差分线正负引入时，次级差模保护模块对线对间的压差进行第二次减小处理；在次级差模保护模块的每根差分线上分别串接用于限流的电阻，在次级差模保护模块的每根差分线上分别对地并接用于吸收ESD的电容；其中电阻阻值最大不超过10欧，电容容值最大不超过15PF。
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|---|---|
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2019
- 2019-07-03 CN CN201921033957.0U patent/CN210053209U/zh active Active
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