TWI451651B - 網路接口共模信號保護電路 - Google Patents

Description

網路接口共模信號保護電路

本發明是關於一種傳輸電源的網路接口電路，尤其涉及網路接口電路的共模信號保護。

傳統傳輸電源的10/1000網路接口(POE RJ45網路接口)電連接器，具有四個信號傳輸通道，兩個信號通道不傳輸電源，兩個傳輸電源。目前RJ45網口連接器防雷規格要求越來越高，通常共模測試要求達到6kv或以上。正因為傳輸電源與不傳輸電源的信號通道同時存在，造成在POE防雷測試時有不平衡影響，共模防護會降低，導致產品不能符合要求。

本發明所要解決的技術問題是提供一種共模保護良好的網路接口電路。

為解決上述技術問題，本發明提供一種網路接口共模信號保護電路。該保護電路具有互為輸入輸出的第一側與第二側，並形成有連接於此兩側之間的第一、第二、第三、第四信號通道。各信號通道均包括並聯變壓器及串聯變壓器，並聯變壓器包括相互耦合的第一與第二磁性線圈，第一磁性線圈的兩端連接於第一側，串聯變壓器包括相互耦合的第三與第四磁性線圈，第二磁性線圈的 兩端分別連接於第三磁性線圈、第四磁性線圈的一端，第三磁性線圈、第四磁性線圈的另一端連接於第二側，其中第一、第二信號通道的第一磁性線圈具有第一、第二中心抽頭，且第一、第二中心抽頭連接至第二側。所述第三、第四信號通道的第一磁性線圈具有第三、第四中心抽頭，第三、第四中心抽頭通過與第一、第二中心抽頭獨立的電路接地。

本發明的第三、第四中心抽頭與第一、第二中心抽頭獨立，其不平衡不會相互影響共模防護。

100‧‧‧電連接器

122‧‧‧接口

31‧‧‧第一磁性線圈

311‧‧‧第一中心抽頭

312‧‧‧第二中心抽頭

313‧‧‧第三中心抽頭

314‧‧‧第四中心抽頭

321、322、323、324‧‧‧中心抽頭

32‧‧‧第二磁性線圈

33‧‧‧第三磁性線圈

34‧‧‧第四磁性線圈

35‧‧‧第五磁性線圈

37‧‧‧並聯變壓器

39‧‧‧串聯變壓器

41‧‧‧第一信號通道

42‧‧‧第二信號通道

43‧‧‧第三信號通道

44‧‧‧第四信號通道

51‧‧‧第一電容

52‧‧‧第二電容

53‧‧‧第三電容

54‧‧‧第四電容

55‧‧‧第五電容

61‧‧‧第一壓敏元件

62‧‧‧第二壓敏元件

63‧‧‧第三壓敏元件

67‧‧‧第一電感扼流線圈

69‧‧‧第二電感扼流線圈

第一圖是具有符合本發明電路的電連接器的立體視圖；第二圖是符合本發明的電路圖；第三圖是第二圖所示第一或第二壓敏元件(壓敏電阻)的立體圖；及第四圖是第三圖所示第三壓敏元件(半導體閘流管)的立體圖。

參閱第一圖，所示為一種2X6接口122的網路電連接器100，其每一個接口122的電路都符合本發明。第二圖所示為其中一個網路接口電路，其可用於具有四個信號通道的RJ45電連接器，並為各信號通道提供共模信號過壓保護。此電路具有互為輸入輸出的第一側(線纜側)與第二側(物理側)，並形成有連接於此兩側之間的第一信號通道41、第二信號通道42、第三信號通道43、第四信號通道44，各信號通道均包括並聯變壓器37及串聯變壓器39。並聯變壓器37包括相互耦合的第一磁性線圈31與第二磁性線圈32 ，第一磁性線圈31的兩端連接於第一側。串聯變壓器39包括相互耦合的第三磁性線圈33與第四磁性線圈34，第二磁性線圈32的兩端分別連接於第三磁性線圈33、第四磁性線圈34的一端，第三磁性線圈33、第四磁性線圈34的另一端連接於第二側。其中第一信號通道41、第二信號通道42的第一磁性線圈31分別具有第一中心抽頭311、第二中心抽頭312，且第一中心抽頭311、第二中心抽頭312均連接至第二側，以提供電源。所述第三信號通道43、第四信號通道44的第一磁性線圈31分別具有第三中心抽頭313、第四中心抽頭314，第三中心抽頭313、第四中心抽頭314通過與第一中心抽頭311、第二中心抽頭312獨立的電路接地。將連接第二側的第一中心抽頭311、第二中心抽頭312與第三中心抽頭313、第四中心抽頭314分開設置，避免共模訊號的不平衡，降低過壓保護的效果。

所述各信號通道的第二磁性線圈32均具有中心抽頭321、322、323、324，各中心抽頭各串聯一第五磁性線圈35後並聯一起，再連接一第五電容55後連接於第二側接地。第五磁性線圈35耦合於對應信號通道的串聯變壓器39的各磁性線圈。此第五磁性線圈35可以提高各信號通道的濾波效果。另外，作為變通設計方案，也可以將所有信號通道的串聯變壓器39的磁性線圈耦合在一起。

第一中心抽頭311連接有與第二側並列的第三電容53，第二中心抽頭312連接有與第二側並列的第四電容54。第三電容53、第四電容54並聯後連接一第一電容51後接地。第一中心抽頭311還連接與第三電容53並列的第一壓敏元件61後接地，第二中心抽頭312連接與第四電容54並列的第二壓敏元件62後接地，所述第一 壓敏元件61、第二壓敏元件62在高壓時電阻降低，從而提供對第二側的過壓保護。第一中心抽頭311連接有與第三電容53及第一壓敏元件61並列的第一電感扼流線圈67後連接至第二側，第二中心抽頭312連接有與第四電容54及第二壓敏元件62並列的第二電感扼流線圈69後連接至第二側。前述第一壓敏元件61與第二壓敏元件62同時能防止第一電容51、第三電容53、第四電容54被高壓擊穿。所述電路用於電連接器100中時，出於零件空間佈置的原因，第一壓敏元件61與第二壓敏元件62為壓敏電阻，具體結構如第三圖。所述第一電容值為1000皮法，第三電容53、第四電容54電容值均為0.022微法。

所述電路還包括第二電容52與第三壓敏元件63，前述第三中心抽頭313、第四中心抽頭314並聯，再連接並聯在一起的第二電容52與第三壓敏元件63後接地，其中第三壓敏元件63在高壓狀態導通，以降低第二電容52承載的電壓。所述電路用於電連接器中時，所述第三壓敏元件63為半導體閘流管，具體結構如第四圖。作為匹配設計，第二電容值為1000皮法。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，本發明之範圍並不以上述實施例為限，舉凡熟習本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

31‧‧‧第一磁性線圈

311‧‧‧第一中心抽頭

312‧‧‧第二中心抽頭

313‧‧‧第三中心抽頭

314‧‧‧第四中心抽頭

321、322、323、324‧‧‧中心抽頭

32‧‧‧第二磁性線圈

33‧‧‧第三磁性線圈

34‧‧‧第四磁性線圈

35‧‧‧第五磁性線圈

37‧‧‧並聯變壓器

39‧‧‧串聯變壓器

41‧‧‧第一信號通道

42‧‧‧第二信號通道

43‧‧‧第三信號通道

44‧‧‧第四信號通道

51‧‧‧第一電容

52‧‧‧第二電容

53‧‧‧第三電容

54‧‧‧第四電容

55‧‧‧第五電容

61‧‧‧第一壓敏元件

62‧‧‧第二壓敏元件

63‧‧‧第三壓敏元件

67‧‧‧第一電感扼流線圈

69‧‧‧第二電感扼流線圈

Claims (10)

1. 一種網路接口共模信號保護電路，具有互為輸入輸出的第一側與第二側，並形成有連接於此兩側之間的第一、第二、第三、第四信號通道，各信號通道均包括並聯變壓器及串聯變壓器，並聯變壓器包括相互耦合的第一與第二磁性線圈，第一磁性線圈的兩端連接於第一側，串聯變壓器包括相互耦合的第三與第四磁性線圈，第二磁性線圈的兩端分別連接於第三磁性線圈、第四磁性線圈的一端，第三磁性線圈、第四磁性線圈的另一端連接於第二側，其中第一、第二信號通道的第一磁性線圈具有第一、第二中心抽頭，且第一、第二中心抽頭連接至第二側，其中所述第三、第四信號通道的第一磁性線圈具有第三、第四中心抽頭，第三、第四中心抽頭通過與第一、第二中心抽頭獨立的電路接地。
2. 如申請專利範圍第1項所述之網路接口共模信號保護電路，其中第一中心抽頭連接有與第二側並列的第三電容，第二中心抽頭連接有與第二側並列的第四電容。
3. 如申請專利範圍第2項所述之網路接口共模信號保護電路，其中第三、第四電容並聯後連接一第一電容後接地。
4. 如申請專利範圍第3項所述之網路接口共模信號保護電路，其中第一中心抽頭連接與第三電容並列的第一壓敏元件後接地，第二中心抽頭連接與第四電容並列的第二壓敏元件後接地，所述第一、第二壓敏元件在高壓時電阻降低，從而提供對第二側的過壓保護。
5. 如申請專利範圍第4項所述之網路接口共模信號保護電路，其中第一中心抽頭連接有與第三電容及第一壓敏元件並列的第一電感扼流線圈後連接至第二側，第二中心抽頭連接有與第四電容及第二壓敏元件並列的第二 電感扼流線圈後連接至第二側。
6. 如申請專利範圍第5項所述之網路接口共模信號保護電路，其中所述第一電容值為1000皮法，第三、第四電容值為0.022微法。
7. 如申請專利範圍第1項所述之網路接口共模信號保護電路，其中所述網路接口電路還包括第二電容與第三壓敏元件，前述第三、第四中心抽頭並聯，再連接並聯在一起的第二電容與第三壓敏元件後接地，其中壓敏元件在高壓狀態導通，以降低第二電容承載的電壓。
8. 如申請專利範圍第4項所述之網路接口共模信號保護電路，其中所述第二壓敏元件為半導體閘流管。
9. 如申請專利範圍第7項所述之網路接口共模信號保護電路，其中第二電容值為1000皮法。
10. 如申請專利範圍第1項所述之網路接口共模信號保護電路，其中所述各信號通道的第二磁性線圈均具有中心抽頭，各中心抽頭各串聯一線圈後並聯一起，再連接一第五電容後連接於第二側接地。