CN211456684U - 浪涌防护电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种浪涌防护电路，应用于POE受电系统，POE受电系统包括以太网供电POE网口、PD芯片以及隔离电源，PD芯片分别与POE网口的输出正极、输出负极，以及隔离电源的输入正极、输入负极连接，PD芯片包括内置的MOS管，浪涌防护电路包括第一防护电路，第一防护电路连接在POE网口的输出正极和输出负极之间，用于POE网口的输出正极与输出负极两端的电压。通过在POE网口的输出正极和输出负极之间设置第一防护电路，可以对PD芯片内部中MOS管电压进行钳制，从而可以保护MOS管不被损坏。另外，将第一防护电路设置在POE网口的输出正极和输出负极之间可以避免地回路问题。

Description

浪涌防护电路

技术领域

本申请涉及电路技术领域，特别是涉及一种浪涌防护电路。

背景技术

以太网供电(Power over Ehernet，POE)技术应用于一些基于IP的设备终端，相当于省去了相机的DC供电接口，使用一根网络线缆就可以同时供电和信号传输。POE供电系统由供电端(Power Sourcing Equipment，PSE)设备和受电端 (Power Device，PD)设备两部分组成。以太网供电目前广泛应用于IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等产品，属于一项较为成熟的技术。在实际使用过程中，需要在室外或者架空远距离的走线，从而容易感应雷击能量，故 POE受电系统需要进行雷击防护。

传统地，浪涌防护电路所采用的防护器件通常为低压型压敏电阻或瞬态电压二极管，其在使用过程中会引入地回路问题，从而造成防护器件的和设备的损坏。

实用新型内容

本申请提供一种浪涌防护电路，可以切断地回路通路，避免地回路问题。

一种浪涌防护电路，应用于POE受电系统，所述POE受电系统包括以太网供电POE网口、PD芯片以及隔离电源，所述PD芯片分别与所述POE网口的输出正极、输出负极，以及所述隔离电源的输入正极、输入负极连接，所述PD 芯片包括内置的MOS管，所述浪涌防护电路包括第一防护电路，所述第一防护电路连接在所述POE网口的输出正极和输出负极之间，用于钳位所述POE网口的输出正极与输出负极两端的电压。

在一实施例中，所述浪涌防护电路还包括第二防护电路，第二防护电路连接在所述隔离电源的输入正极和输入负极之间，所述第一防护电路和所述第二防护电路共同作用，以钳位所述PD芯片内所述MOS管两端的电压。

在一实施例中，所述第一防护电路包括双向瞬态抑制二极管。

在一实施例中，所述第一防护电路包括多个双向瞬态抑制二极管，且多个所述双向瞬态抑制二极管并联。

在一实施例中，所述第二防护电路包括整流二极管和单向瞬态抑制二极管中的任意一种；所述整流二极管或所述单向瞬态二极管的阳极与隔离电源的输入负极连接；所述整流二极管或所述单向瞬态二极管的阴极与隔离电源的输入正极连接。

在一实施例中，所述浪涌防护电路还包括隔离电容，所述隔离电容的一端与所述隔离电源的输入负极连接，所述隔离电容的另一端接地，且所述隔离电容的耐压值大于2000V。

在一实施例中，所述POE网口包括依次连接的网络变压器和至少一个整流桥，所述POE网口的输出正极为所述至少一个整流桥的输出正极，所述POE网口的输出负极为所述至少一个整流桥的输出负极。

在一实施例中，所述网络变压器和所述隔离电源内置变压器的耐压值均大于或等于1500Vac。

本申请提供的浪涌防护电路，应用于POE受电系统，所述POE受电系统包括以太网供电POE网口、PD芯片以及隔离电源，所述PD芯片分别与所述POE 网口的输出正极、输出负极，以及所述隔离电源的输入正极、输入负极连接，所述PD芯片包括内置的MOS管，所述浪涌防护电路包括第一防护电路，所述第一防护电路连接在所述POE网口的输出正极和输出负极之间，用于钳位所述 PD芯片内所述MOS管两端的电压。通过在POE网口的输出正极和输出负极之间设置第一防护电路，可以对PD芯片内部中MOS管两端的电压进行钳制，从而可以保护MOS管不被损坏。另外，将第一防护电路设置在POE网口的输出正极和输出负极之间可以避免地回路问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例提供的POE以太网受电系统的结构示意图；

图2为一实施例提供的浪涌防护电路的电路图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本申请的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1为一实施例提供的以太网POE受电系统的结构示意图，图2为一实施例提供的浪涌防护电路的电路图。如图1所示，以太网POE受电系统包括以太网供电POE网口110、PD芯片130以及DC/DC隔离电源150。POE网口110 包括依次连接的网络接口、网络变压器T和至少一个整流桥，网络变压器还与网络芯片连接。隔离电源150是将220V电压通过变压器将电压降到较低的电压，然后再整流成直流电输出供电使用。

参考图2，网络接口为RJ45接口，RJ45接口可以理解为网络信号和电源输入端口。PD芯片130分别与POE网口110的输出正极、输出负极，以及隔离电源150的输入正极、输入负极连接，PD芯片130包括内置的MOS管131。POE 网口110的输出正极为至少一个整流桥111的输出正极，POE网口110的输出负极为至少一个整流桥111的输出负极。

如图2所示，浪涌防护电路包括第一防护电路120，第一防护电路120连接在POE网口110的输出正极和输出负极之间，用于钳位POE网口的输出正极与输出负极两端的电压，从而可以进一步钳位PD芯片130内MOS管131两端的电压。

具体地，如图2所示，第一防护电路120的一端分别与POE网口110的输出正极、PD芯片130的一端连接，第一防护电路120的另一端分别与POE网口 110的输出负极、PD芯片130的另一端连接。PD芯片130的一端还与隔离电源 150的输入正极连接，PD芯片130的另一端还与隔离电源150的输入负极连接。

第一防护电路120包括双向瞬态抑制二极管(TransientVoltage Suppressor，TVS)，本实施例中TVS选择58V的工作电压。TVS的一端与POE网口110 的输出正极、PD芯片130的一端连接，TVS的另一端与POE网口110的输出负极、PD芯片130的另一端连接。

在一实施例中，第一防护电路120包括多个双向TVS，且多个双向TVS并联，通过多个双向TVS并联可以更好地钳位PD芯片130内MOS管131两端的电压。

TVS具有较高的浪涌吸收能力，当它的两端经受瞬间的高能量冲击时，TVS 能以极快的速度将两端间的阻抗值由高阻抗变为低阻抗，以吸收一个瞬间的大电流，把它两端的电压钳制在一个预定的数值上，从而保护电路元件不受浪涌能量的影响。

在一实施例中，浪涌防护电路还包括第二防护电路140，第二防护电路140 连接在隔离电源150的输入正极和输入负极之间，第一防护电路120和第二防护电路140共同作用，以钳位PD芯片130内MOS管131两端的电压。

在一实施例中，第二防护电路140包括整流二极管和单向瞬态抑制二极管中的任意一种。

若第二防护电路140包括整流二极管，则整流二极管的阳极与隔离电源的输入负极连接；整流二极管的阴极与隔离电源的输入正极连接，且选择反向耐压100V以上的整流二极管。若第二防护电路140包括TVS，则单向TVS的阳极与隔离电源的输入负极连接；单向TVS的阴极与隔离电源的输入正极连接，且选择58V工作电压的单向TVS，从而可以有效保护负向浪涌对电路的干扰。

浪涌防护电路还包括电容C2，电容C2连接在隔离电源150的输入正极和输入负极之间。当浪涌从电源或者POE网口110涌入时，电容C2会吸收大部分的浪涌能量，此时电容C2两端电压会不断升高，承受压力较大，可能会损坏电容C2或电路中其他器件。通过设置与电容C2并联的第二防护电路140，就形成了一条新的浪涌回路，电容C2只承受部分能量，防止电容C2和电路中其他元件的损坏。

在一实施例中，浪涌防护电路还包括隔离电容C，隔离电容C的一端与隔离电源150的输入负极连接，隔离电容C的另一端接地，且隔离电容C的耐压值大于2000V，隔离电容C一般选择1000pf。选择耐压值较高的隔离电容C，可以防止浪涌能量对隔离电容C造成损坏，避免影响整个电路的正常工作。

在一实施例中，网络变压器T和隔离电源150内置变压器的耐压值均大于或等于1500Vac，选择耐压值较高，从而可以防止浪涌能量对网络变压器T和隔离电源150内置的变压器造成损坏，避免影响整个电路的正常工作。

当共模负向浪涌从网络接口RJ45进来，浪涌路径如2图中虚线所示，地～隔离电容C～第二防护电路140～第一防护电路120～整流桥111～网络变压器 T～RJ45端口。当浪涌电流流过时，由于电路中的隔离电源150内的变压器或者滤波电感的存在，会在PD芯片130的MOS管131两端间产生较高的反向电压，超过其耐压值，从而导致PD芯片130的MOS管131被反向击穿损坏，此时通过PD芯片130前后的第一防护电路120与第二防护电路140串接的作用来钳位 PD芯片130内MOS管131两端的电压，从而可以有效保护PD芯片130不受损坏。

本实施例采用隔离防护的形式，去除对地的防护器件，采用网络变压器T 以及隔离电源150内的变压器来承受浪涌电压的方式，并通过使用TVS和二极管串联式共同作用的方法，降低钳位电压来保护后级PD芯片130，同时对电路功能影响小。本实施例提供的浪涌防护电路可以应用在以太网供电领域，用于满足共模2K，差模1K的防护要求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种浪涌防护电路，应用于POE受电系统，所述POE受电系统包括以太网供电POE网口、PD芯片以及隔离电源，所述PD芯片分别与所述POE网口的输出正极、输出负极，以及所述隔离电源的输入正极、输入负极连接，所述PD芯片包括内置的MOS管，其特征在于，所述浪涌防护电路包括第一防护电路，

所述第一防护电路连接在所述POE网口的输出正极和输出负极之间，用于钳位所述POE网口的输出正极与输出负极两端的电压；

所述浪涌防护电路还包括第二防护电路，第二防护电路连接在所述隔离电源的输入正极和输入负极之间，所述第一防护电路和所述第二防护电路共同作用，以钳位所述PD芯片内所述MOS管两端的电压。

2.根据权利要求1所述的浪涌防护电路，其特征在于，所述第一防护电路包括双向瞬态抑制二极管。

3.根据权利要求2所述的浪涌防护电路，其特征在于，所述第一防护电路包括多个双向瞬态抑制二极管，且多个所述双向瞬态抑制二极管并联。

4.根据权利要求1所述的浪涌防护电路，其特征在于，所述第二防护电路包括整流二极管和单向瞬态抑制二极管中的任意一种；

所述整流二极管或所述单向瞬态二极管的阳极与隔离电源的输入负极连接；所述整流二极管或所述单向瞬态二极管的阴极与隔离电源的输入正极连接。

5.根据权利要求1所述的浪涌防护电路，其特征在于，所述浪涌防护电路还包括隔离电容，所述隔离电容的一端与所述隔离电源的输入负极连接，所述隔离电容的另一端接地，且所述隔离电容的耐压值大于2000V。

6.根据权利要求1所述的浪涌防护电路，其特征在于，所述POE网口包括依次连接的网络变压器和至少一个整流桥，所述POE网口的输出正极为所述至少一个整流桥的输出正极，所述POE网口的输出负极为所述至少一个整流桥的输出负极。

7.根据权利要求6所述的浪涌防护电路，其特征在于，所述网络变压器和所述隔离电源内置变压器的耐压值均大于或等于1500Vac。

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