CN212849857U - 一种高速PoC端口浪涌防护装置和PoC相机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高速PoC端口浪涌防护装置和PoC相机，装置包括：壳体、设置于壳体内的电源防护模块和高速信号防护模块，电源防护模块包括依次连接的第一初级防护单元、退耦单元和第一次级防护单元，高速信号防护模块包括依次连接的第二初级防护单元和第二次级防护单元；本实用新型一方面解决了传统PoC防护端口速度较低的问题，可以使最高速率达4Gbps的PoC端口浪涌共模2kV防护，另一方面，通过两级防护，满足了浪涌防护需要，避免了同轴供电设备在实验、生产和应用过程中浪涌引起的设备损坏或者工作异常，解决了电路设计中低结电容、高通流、低钳位电压的兼容问题。

Description

一种高速PoC端口浪涌防护装置和PoC相机

技术领域

本实用新型涉及通信领域，尤其涉及一种高速PoC端口浪涌防护装置和PoC相机。

背景技术

PoC(Power over Coaxial)是一种基于同轴电缆的影像传输，同轴控制，电源叠加的技术，在同轴电缆传输中即传输高清视讯讯号、同轴信号又传输电源，即将高清影像、同轴等信号与供电电源复合在一起，在一根同轴线上传输。该技术减少了摄像机供电所需的独立电缆和电源要求，节约了现场施工时间，提升了产品成本效益。

但是，POC会收到浪涌的影响，浪涌是常见的一种电磁干扰现象，最常见的耦合形式就是通过长电缆的空间感应，因此，需要对电子产品的外接电缆端口进行浪涌防护，以有效降低产品的失效维修概率，提升产品可靠性，但是受制于结电容等因素的影响，高传输速率PoC 端口的浪涌防护设计成为难点。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型提供一种高速PoC端口浪涌防护装置和PoC相机，以解决上述技术问题。

本实用新型提供的高速PoC端口浪涌防护装置，包括：壳体、设置于壳体内的电源防护模块和高速信号防护模块，

所述电源防护模块包括依次连接的第一初级防护单元、退耦单元和第一次级防护单元，所述第一初级防护单元的一端与POC输出端口连接，另一端接地；所述第一次级防护单元的一端与退耦单元的输入端连接，另一端接地；

所述高速信号防护模块包括依次连接的第二初级防护单元和第二次级防护单元，所述第二初级防护单元的一端与POC输出端口连接，另一端端接地；

所述第二次级防护单元的一端与POC输出端口连接，另一端接地，高速信号防护模块的输出端通过同轴电缆与辅助相机相连。

可选的，所述电源防护模块和高速信号防护模块共用同一初级防护器件。

可选的，所述第一初级防护单元和第二初级防护单元采用同一气体放电管。

可选的，所述第一次级防护单元包括第一瞬态抑制二极管，所述退耦单元包括差模电感，所述第二次级防护单元包括第二瞬态抑制二极管。

可选的，还包括第四电容、第一电感和第二电感，所述第二电感的一端分别与POC输入端口连接和第四电容的一端连接，第二电感的另一端与第一电感的一端连接，第一电感的另一端与差模电感连接，第四电容的另一端与第二瞬态抑制二极管的远地端连接。

可选的，还包括多个与第一瞬态抑制二极管形成并联结构的电容。

可选的，还包括电容值不同的第一电容、第二电容、第三电容和第五电容，所述第一电容、第二电容、第三电容和第五电容分别与第一瞬态抑制二极管形成并联结构。

可选的，所述电源防护模块的输入端和高速信号防护模块的输入端分别与POC相机连接，所述电源防护模块的输出端和高速信号防护模块的输出端通过同轴电缆与辅助相机的输入端连接。

可选的，所述POC相机与电源防护模块和高速信号防护模块共同设置于壳体内部。

本实用新型还提供一种PoC相机，包括PoC相机本体以及如上述任一项所述的高速PoC 端口浪涌防护装置。

本实用新型的有益效果：本实用新型中的高速PoC端口浪涌防护装置和PoC相机，一方面解决了传统PoC防护端口速度较低的问题，可以使最高速率达4Gbps的PoC端口浪涌共模 2kV防护，另一方面，通过两级防护，满足了浪涌防护需要，避免了同轴供电设备在实验、生产和应用过程中浪涌引起的设备损坏或者工作异常，解决了电路设计中低结电容、高通流、低钳位电压的兼容问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例中高速PoC端口浪涌防护装置的电路示意图。

图2是本实用新型实施例中高速PoC端口浪涌防护装置的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本实用新型实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本实用新型的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本实用新型的实施例难以理解。

如图2所示，本实施例中的高速PoC端口浪涌防护装置，包括：壳体、设置于壳体内的电源防护模块和高速信号防护模块，

电源防护模块包括依次连接的第一初级防护单元、退耦单元和第一次级防护单元，第一初级防护单元的一端与POC输出端口连接，另一端接地；第一次级防护单元的一端与退耦单元的输入连接，另一端接地；

高速信号防护模块包括依次连接的第二初级防护单元和第二次级防护单元，第二初级防护单元的一端与POC输出端口连接，另一端端接地；

第二次级防护单元的一端与POC输出端口连接，另一端接地，高速信号防护模块的输出端通过同轴电缆与辅助相机相连。

在本实施例中，电源防护模块是针对电源耦合链路的防护，通过采用两级防护设计进行防护，电源防护模块主要包括依次连接的第一初级防护单元、退耦单元和第一次级防护单元，本实施例中的第一初级防护单元采用气体放电管D1作为初级防护器件，虽然响应时间较慢但具有较大的通流能力，同时，因为初级防护和高速防护模块共用，还需要具备低结电容的特点。本实施例中的次级防护器件响应时间较快且钳位电压较低。本实施例中的气体放电管 D3，通流5kA，响应时间为ns级，结电容最大为1pF，如图1所示；中间使用10uH的差模电感L3作为退耦单元；第一次级防护单元采用第一瞬态抑制二极管D3，响应时间为ps级，最大钳位电压为24.4V。

在本实施例中，高速信号防护模块是针对数据链路的防护，该链路具有速率高、钳位电压敏感的特点，高速信号防护模块包括依次连接的第二初级防护单元和第二次级防护单元。对于4Gbps速率的PoC端口实测结电容不能大于2pF。同样采用两级防护的设计思路，前级防护和电源防护模块共用；第二次级防护单元采用第二瞬态抑制二极管D2，响应时间为ps 级，结电容典型值为0.25pF，最大钳位电压为16V。整个高速信号链路电容约为 1pF+0.25pF＝1.25pF，满足信号质量要求。

在本实施例中，还包括第四电容C4、第一电感L1和第二电感L2，所述第二电感L2的一端分别与POC输入端口连接和第四电容C4的一端连接，第二电感L2的另一端与第一电感L1的一端连接，第一电感L1的另一端与差模电感连接，第四电容C4的另一端与第二瞬态抑制二极管D2的远地端连接。

在本实施例中，还包括电容值不同的第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第五电容C5，所述第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第五电容C5分别与第一瞬态抑制二极管D3形成并联结构。

在本实施例中，电源防护模块的输入端和高速信号防护模块的输入端分别与POC相机连接，电源防护模块的输出端和高速信号防护模块的输出端通过同轴电缆与辅助相机的输入端连接。在雷雨天气等情况下，户外线缆感应到浪涌能量，在同轴线缆上表现为高电压脉冲，脉冲电压大于保护器件(D1、D2、D3)的启动电压时器件导通，形成线缆至GND的通路以泄放浪涌能量，同时将线缆上的电压钳制在安全范围内保护芯片。

相应的，本实施例还提供一种PoC相机，包括PoC相机本体以及如上的高速PoC端口浪涌防护装置。由于传统的PoC相机未有如此高速率的PoC相机，而且正常情况下如此高的速率只进行静电防护，不做浪涌防护要求。本实施例中的PoC相机适用于户外场景，且支持长度大于10米的辅助相机通信，增加本发明所述浪涌防护装置后能够保证实际应用中防雷需求，实测满足1.2/50us浪涌波形，内阻42Ω下共模2kV测试要求，从而有效减少产品的失效维修风险，PoC浪涌防护模块一端通过同轴电缆连接到PoC相机，PoC浪涌防护模块的另一端使用同轴电缆连接辅助相机，PoC浪涌防护模块与PoC相机靠近放置于同一个护罩内，解决了电路设计中低结电容、高通流、低钳位电压的兼容问题。

在上述实施例中，除非另外规定，否则通过使用“第一”、“第二”等序号对共同的对象进行描述，只表示其指代相同对象的不同实例，而非是采用表示被描述的对象必须采用给定的顺序，无论是时间地、空间地、排序地或任何其他方式。

在上述实施例中，说明书对“本实施例”的提及表示结合实施例说明的特定特征、结构或特性包括在至少一些实施例中，但不必是全部实施例。“本实施例”、“一实施例”、“另一实施例”的多次出现不一定全部都指代相同的实施例。

上述实施例仅示例性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种高速PoC端口浪涌防护装置，其特征在于，包括：壳体、设置于壳体内的电源防护模块和高速信号防护模块，

所述电源防护模块包括依次连接的第一初级防护单元、退耦单元和第一次级防护单元，所述第一初级防护单元的一端与POC输出端口连接，另一端接地；所述第一次级防护单元的一端与退耦单元的输入端连接，另一端接地；

所述高速信号防护模块包括依次连接的第二初级防护单元和第二次级防护单元，所述第二初级防护单元的一端与POC输出端口连接，另一端端接地；

所述第二次级防护单元的一端与POC输出端口连接，另一端接地。

2.根据权利要求1所述的高速PoC端口浪涌防护装置，其特征在于，所述电源防护模块和高速信号防护模块共用同一初级防护器件。

3.根据权利要求1所述的高速PoC端口浪涌防护装置，其特征在于，所述第一初级防护单元和第二初级防护单元采用同一气体放电管。

4.根据权利要求3所述的高速PoC端口浪涌防护装置，其特征在于，所述第一次级防护单元包括第一瞬态抑制二极管，所述退耦单元包括差模电感，所述第二次级防护单元包括第二瞬态抑制二极管。

5.根据权利要求4所述的高速PoC端口浪涌防护装置，其特征在于，还包括第四电容、第一电感和第二电感，所述第二电感的一端分别与POC输出端口连接和第四电容的一端连接，第二电感的另一端与第一电感的一端连接，第一电感的另一端与差模电感连接，第四电容的另一端与第二瞬态抑制二极管的远地端连接。

6.根据权利要求3所述的高速PoC端口浪涌防护装置，其特征在于，还包括多个与第一瞬态抑制二极管形成并联结构的电容。

7.根据权利要求6所述的高速PoC端口浪涌防护装置，其特征在于，还包括电容值不同的第一电容、第二电容、第三电容和第五电容，所述第一电容、第二电容、第三电容和第五电容分别与第一瞬态抑制二极管形成并联结构。

8.根据权利要求1所述的高速PoC端口浪涌防护装置，其特征在于，所述电源防护模块的输入端和高速信号防护模块的输入端分别与POC相机连接，所述电源防护模块的输出端和高速信号防护模块的输出端通过同轴电缆与辅助相机的输入端连接。

9.根据权利要求8所述的高速PoC端口浪涌防护装置，其特征在于，所述POC相机与电源防护模块和高速信号防护模块共同设置于壳体内部。

10.一种PoC相机，其特征在于，包括PoC相机本体以及如权利要求1-9任一项所述的高速PoC端口浪涌防护装置。

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