TWM480196U - 網路訊號處理電路之防雷擊系統 - Google Patents

Description

網路訊號處理電路之防雷擊系統

本創作係提供一種網路訊號處理電路之防雷擊系統，尤指可濾除雜訊及瞬間高壓的突波之防雷擊系統，透過網路晶片與網路連接器之間的處理電路，為於一組或一組以上的電路通道分別電性連接共軛線圈及自耦變壓器，以達到排除雜訊及突波之目的。

按，現今電腦科技的快速發展，而桌上型電腦或筆記型電腦已普遍的存在於社會上之各個角落，其電腦發展趨勢亦朝運算功能強、速度快及體積小之方向邁進，由於網路通訊技術也正在迅速蓬勃發展中，並將人們生活、學習、工作與休閒帶入另一有別以往的嶄新境界，使人與人之間即可透過網路通訊相互傳輸所需即時資訊、廣告宣傳或往來郵件等，同時藉由網路搜尋各種資訊、即時通訊或線上遊戲等，讓人們與網路之間關係更為熱絡且密不可分。

網路的部分為有使用電纜連接及無線傳輸等二種方式來傳輸資料，電纜連接技術便需裝設有網路連接器，隨著網路的運用越來越廣，網路上傳輸的資料容量也越來越大，網路廠商為了滿足使用者的需求便一直拉高網路傳輸的速度，從10Mbps到100Mbps或1Gbps，甚至現在所推出的光纖網路傳輸速度可達到10Gbps以上，然而 ，當網路訊號線受到雷擊影響，以致網路訊號線連接之網路連接器接收雷擊的瞬間高電壓的訊號，會因瞬間高電壓造成處理電路上電性連接之各電子零件、網路晶片等的損壞，除了影響往路訊號傳輸不穩定、中斷或完全無法接通，甚至造成網路晶片所裝設之電路板或電子裝置(如電腦或分享器等)主機等，均會受到瞬間高電壓的衝擊而故障或損毀，一般網路的類型根據電腦所涵蓋的地理範圍，大致上可區分為區域網路、都會網路、廣域網路、無線網路、互聯網路等類型，而在進行網路訊號之連結、上傳、下載等傳輸作業時，容易受到周邊電子零件的訊號、電磁波等雜訊的干擾，或是由訊號中所產生之突波現象(如雷擊)等，均會影響網路訊號傳輸的不穩定，則必須在網路連接器中設置濾波元件，以供進行訊號之濾波處理，降低雜訊、電磁波及突波之干擾，但對於雷擊產生之瞬間高電壓衝擊，仍無法完全予以濾除，對於網路線路及網路晶片等電子電路及零組件，也會有產生破壞之困擾。

而在目前的網路訊號處理電路中，請參閱第五圖所示，係於網路連接器A的輸入接腳第9至18接腳、分別電性連接至網卡晶片B，輸入接腳第19至22接腳則分別電性連接發光二極體(LED)，而輸出接腳第1至8接腳、再連接於外部的電纜線，而為了防止在處理電路中受到外部電纜線產生的雜訊或雷擊形成的瞬間突波等影響，在網路連接器A的處理電路A1中電性連接複數變壓器A2，且由各變壓器A2的線圈中心抽頭連接至各電阻A3，各電阻A3再電性連接於電容A4，通該電阻A3之阻抗通常為75ohm，電容A4則為0.1UF，則電容A4予以接地，以將產生高壓突波時，透過各變壓器A2之各電阻A3及電 容A4以接地將突波排放，但因電阻A3及電容A4的阻抗及容值有限，當雷擊放電時所產生之高壓過大時，電阻A3及電容A4並無法負荷瞬間的高壓，容易導致瞬間高壓衝入處理電路A1，進而造成網卡晶片B的燒燬、損壞，以致網路連接器A故障無法使用。

是以，要如何解決網路連接器遭受雷擊產生瞬間高電壓，導致網卡晶片或電子裝置等損壞之缺失與不足，並造成網路訊號傳輸品質變差、傳輸內容中斷或無法接通的麻煩與困擾，即為從事此行業者所亟欲改善之方向所在。

故，創作人有鑑於上述之問題與缺失，乃搜集相關資料，經由多方評估及考量，並以從事於此行業累積之多年經驗，經由不斷試作及修改，始設計出此種可將網路訊號傳輸遭受雷擊影響產生之高電壓予以降低、外部雜訊干擾予以排除，並防止網卡晶片或相關電子裝置受雷擊破壞，且可順利傳輸網路訊號之網路訊號處理電路之防雷擊系統的新型專利誕生者。

本創作之主要目的乃在於該防雷擊系統係利用處理電路分別電性連接網路晶片、網路連接器，且於網路晶片與網路連接器之間設有複數電路通道，並於一組或一組以上之電路通道上、分別電性連設有自耦變壓器，再介於自耦變壓器及網路連接器之間的任二相鄰的電路通道間、分別以並聯方式電性連接共軛線圈，可供濾除網路訊號中含帶的雜訊或雷擊產生之突波等，而透過自耦變壓器電性連設之接地側，洩放共軛線圈濾除之雜訊或突波等干擾，達到穩定網路訊號傳輸之目的。

本創作之次要目的乃在於該自耦變壓器係包括鐵芯及捲繞於鐵芯上之線圈，且線圈二側係分別電性連接於二相鄰之電路通道，並於自耦變壓器電性連設有洩放共軛線圈的雜訊或突波之接地側，即可順利將網路通道間的雷擊瞬間高壓及雜訊等，快速洩放。

1‧‧‧網路晶片

11‧‧‧接腳組

111‧‧‧接腳

2‧‧‧網路連接器

21‧‧‧端子組

211‧‧‧端子腳

3‧‧‧處理電路

31‧‧‧電路通道

4‧‧‧自耦變壓器

41‧‧‧鐵芯

42‧‧‧線圈繞組

421‧‧‧輸入端

422‧‧‧輸出端

43‧‧‧接地側

5‧‧‧共軛線圈

51‧‧‧第一輸入側

52‧‧‧第二輸入側

53‧‧‧第一輸出側

54‧‧‧第二輸出側

6‧‧‧電路板

A‧‧‧網路連接器

A1‧‧‧處理電路

A2‧‧‧變壓器

A3‧‧‧電阻

A4‧‧‧電容

B‧‧‧網卡晶片

第一圖 係為本創作之方塊圖。

第二圖 係為本創作之簡易電路圖。

第三圖 係為本創作較佳實施例之方塊圖。

第四圖 係為本創作之電路局部放大圖。

第五圖 係為習知網路連接器之電路圖。

為達成上述目的與功效，本創作所採用之技術手段及其構造、實施之方法等，茲繪圖就本創作之較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第一、二、三、四圖所示，係分別為本創作之方塊圖、簡易電路圖、較佳實施例之方塊圖、電路局部放大圖，由圖中所示可清楚看出本創作之網路訊號處理電路，係包括網路晶片1、網路連接器2、電性連接於網路晶片1與網路連接器2之間的處理電路3，其中：該網路晶片1係具有供傳輸電子/電壓訊號之接腳組11，而網路連接器2係具有供傳輸電子/電壓訊號之端子組21，再於接腳組11與端子組21之間電性連接處理電路3，且處理電路3為包括一組 或一組以上之電路通道31，並於網路晶片1、網路連接器2間一組或一組以上之電路通道31間，係呈並聯方式分別電性連接自耦變壓器4，則各自耦變壓器4係於鐵芯41上捲繞線圈繞組42，且線圈繞組42的二側輸入端421、輸出端422，則分別電性連接於相鄰的各組電路通道31，並供各自耦變壓器4之線圈繞組42，分別電性連接於接地側43，以形成自耦變壓器4之迴路，再於各自耦變壓器4與網路晶片1之間的一組或一組電路通道31中、任二相鄰的電路通道31間，再以並聯方式電性連接有共軛線圈5，而複數共軛線圈5係利用第一輸入側51、第二輸入側52及第一輸出側53、第二輸出側54，分別以並聯方式電性連接於二相鄰的電路通道31。

且上述之網路訊號的網路晶片1及處理電路3，係可呈電性連接方式、成型於電路板6上，再透過電路板6與外部之網路連接器2作電性連接；亦可將網路連接器2及處理電路3、呈電性連接方式成型於電路板6上，再藉由電路板6電性連接於外部之網路晶片1；並由電路板6提供網路晶片1、網路連接器2及處理電路3等電路所需之電源，且電路板6係可設置有供電源(如：乾電池、充電電池、鋰電池或鈕釦型電池等，或透過電源線電性接於外部市電之電源等，以供應電路板6所需電源)，然而有關網路晶片1、網路連接器2及之配置係為習知之技術，且細部構成非本案創作要點，故不予贅述。

另，該處理電路3為利用各電路通道31的一端，電性連接於網路晶片1之接腳組11的各接腳111(各接腳111可分別為MD0+、MD0-、MD1+、MD1+、MD2+、MD2-、MD3 +及MX3-，僅是作為各接腳111區分之編號，各編號仍可視實際設計需求變換，非因此即侷限本創作之專利範圍)；且處理電路3為利用各電路通道31的另一端，即電性連接於網路連接器2之端子組21的各端子腳211(各端子腳211可分別為MX0+、MX0-、MX1+、MX1-、MX2+、MX2-、MX3+及MD3-，僅作為各端子腳211區分之編號，各編號可視實際設計需求變換，非因此即侷限本創作之專利範圍)。

請參閱第二、四圖所示，係為本創作之簡易電路圖、電路局部放大圖，由圖中所示可以清楚看出，本創作之網路訊號處理電路於實際應用實施時，若於網路連接器2之端子組21的一側端子腳211傳輸網路訊號過程，接收到外部雷擊之衝擊，則雷擊產生之瞬間高電壓、突波透過網路連接器2傳輸至處理電路3的各電路通道31，即由各電路通道31傳輸至各自耦變壓器4，以透過各自耦變壓器4將突波傳輸至接地側43，以將突波的瞬間高電壓予以洩放，且網路連接器2之端子組21的一側端子腳211傳輸網路訊號過程，接收到外部的電磁波、干擾訊號等雜訊之干擾時，即可由各共軛線圈5進行濾波處理，將各電路通道31中的雜訊經由各自耦變壓器4之接地側43予以排除，可濾除各電路通道31中的雜訊干擾、避免網路訊號產生不穩定或中斷等情況，可供各電路通道31將穩定的網路訊號傳送至網路晶片1的接腳組11中，透過網路晶片1進行處理網路訊號；另於各自耦變壓器4內部具有低電阻值(約為0.1Ω~10Ω)，而雷擊衝擊所產生之瞬間高電壓可達數KV(仟伏特)、突波，並可經由自耦變壓器4將瞬間高電壓傳輸至接地側43，予以 進行降壓、緩衝高電壓，可減少雷擊的瞬間高電壓對網路系統造成傷害，再透過網路模擬雷擊發生器進行檢測，以將所得之數據進行說明，其中：而目前應用於網路線路中之直流濾波電路，係可用以濾除直流、低頻之雜訊，且直流、低頻之雜訊如靜電或雷擊等所產生之突波，即為持續時間極短並為低頻之訊號，至於靜電或雷擊等所產生之突波，其振幅約為數仟伏特(Volt)，頻率約為1kHz~1MHz，電壓上升時間(Rise Time)約為1~10微秒(μs)，然網路電連接器等高速傳輸之電連接器，其傳送速率大多落在10Mb/s至1Gb/s，對應之傳輸訊號之頻率則介於2.5MHz至125MHz，都遠超過1MHz，因此，直流高通濾波電路可設定一頻率門檻值，例如1MHz，並只讓頻率超過該門檻值之訊號通過，即可濾除低頻訊號，對於雷擊所產生瞬間高電壓之衝擊，依據IEC 61000-4-5進行檢測之雷擊發生器，使用10/700雷擊衝擊波形時，其內部具有內阻值約15Ω，在雷擊發生器的外部電阻需等值於25Ω，如果使用如網路10/100M的網路線時，其係由四條線所構成，每條線路分別串聯四顆100Ω之電阻(四組100Ω相當於並聯，而成為外部25Ω等值電阻)，舉例來說當雷擊發生器產生6KV(仟伏特)的瞬間高電壓，經由自耦變壓器4(假設為直流1Ω電阻值)予以降壓，其計算之公式為：6KV/(15+100+1)X1Ω(自耦變壓器4之電阻值、預設為1Ω)=51.72V。

則網路連接器2所承接之雷擊，經由自耦變壓器4之低電阻值予以降壓緩衝成為51.72V，其於大量電壓值(約5.95KV )即透過各自耦變壓器4電性連接至接地側43排除，而自耦變壓器4處理後之網路處理電路3上僅殘餘電壓值51.72V，此電壓值係為網路處理電路3得以承受之電壓值〔網路線路可承受約數十至數百伏特(V)之電壓值〕，即網路連接器2在承受雷擊時的瞬間高電壓，可透過自耦變壓器4予以降壓、緩衝，並不會將瞬間高電壓傳送至網路晶片1的相對接腳組11之各接腳111，防止雷擊所產生之瞬間高電壓對處理電路3及網路晶片1等造成傷害、毀損。

再者，各自耦變壓器4的感應量依據不同衝程可分別為40μH~1000μH之間，若依據等效的阻抗值計算，則等效阻抗值於100MHz時，自耦變壓器4的數值則可為200歐姆(Ω)~10，000歐姆(Ω)之間，則在網路傳送的頻段線路上，所呈現的阻抗並不會影響網路信號的傳輸，一般網路訊號之10M、100M或1G等信號傳輸量，均可順利通過處理電路，而不會受到自耦變壓器4的干擾或影響。

是以，以上所述僅為本創作之較佳實施例而已，非因此侷限本創作之專利範圍，本創作網路訊號處理電路之防雷擊系統，係於網路晶片1與網路連接器2之間利用處理電路3電性連接，並於處理電路3的一組或一組相鄰的電路通道31之間，分別並聯有自耦變壓器4、再以並聯方式電性連接有共軛線圈5，透過自耦變壓器4以鐵芯41捲繞線圈繞組42，透過自耦變壓器4的耦合作用，將網路連接器2所接收外部雷擊所產生之瞬間高電壓予以濾除，且透過共軛線圈5將各電路通道31中的雜訊予以透過自耦變壓器4的接地側43排除，俾可達到處理電路3穩定 傳輸網路訊號、降低雷擊的高壓或外部訊干擾之目的，且可減少網路晶片1、電路通道31及相關之電子零組件等受到瞬間高電壓或雜訊等影響之功能，避免網路處理電路3因雷擊產生之瞬間高電壓而故障、訊影響網路訊號不穩定或中斷等情況發生，故舉凡可達成前述效果之結構、裝置皆應受本創作所涵蓋，此種簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本創作之專利範圍內，合予陳明。

故，本創作為主要針對網路訊號處理電路之防雷擊系統進行設計，係利用網路晶片與往路連接器之間，電性連接處理電路，且於處理電路的各電路通道分別並聯自耦變壓器、再分別以並聯方式電性連接共軛線圈，以藉自耦變壓器的耦合作用，可將網路訊號接收雷擊產生之瞬間高電壓予以濾除，且由各共軛線圈將各電路通道中的雜訊予以排除，而可達到保持網路訊號穩定傳輸為主要保護重點，避免瞬間高電壓造成對網路晶片或相關電子零組件等產生衝擊、損壞，減少網路訊號的雜訊造成網路訊號不穩定或中斷等缺失，乃僅使網路訊號可以避免受雷擊影響產生衝擊或訊干擾之優勢，則可供網路訊號應用更為順暢、資料傳輸不中斷之目的，惟，以上所述僅為本創作之較佳實施例而已，非因此即侷限本創作之專利範圍，故舉凡運用本創作說明書及圖式內容所為之簡易修飾及等效結構變化，均應同理包含於本創作之專利範圍內，合予陳明。

綜上所述，本創作上述之網路訊號處理電路之防雷擊系統於實際執行、實施時，為確實能達到其功效及目的，故本創作誠為一實用性優異之研發，為符合新型專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本案，以保障創作人之辛苦研發、創設，倘若 鈞局審委有任何 稽疑，請不吝來函指示，創作人定當竭力配合，實感德便。

1‧‧‧網路晶片

11‧‧‧接腳組

111‧‧‧接腳

2‧‧‧網路連接器

21‧‧‧端子組

211‧‧‧端子腳

3‧‧‧處理電路

31‧‧‧電路通道

4‧‧‧自耦變壓器

41‧‧‧鐵芯

42‧‧‧線圈繞組

421‧‧‧輸入端

422‧‧‧輸出端

43‧‧‧接地側

5‧‧‧共軛線圈

51‧‧‧第一輸入側

52‧‧‧第二輸入側

53‧‧‧第一輸出側

54‧‧‧第二輸出側

Claims (2)

1. 一種網路訊號處理電路之防雷擊系統，係包括網路晶片、處理電路、自耦變壓器及傳輸網路訊號之網路連接器，而網路晶片為利用處理電路電性連接於網路連接器，則處理電路為於網路晶片與網路連接器之間設有複數電路通道，並於一組或一組以上之電路通道上，係分別電性連設有自耦變壓器，其改良在於：該處理電路介於自耦變壓器及網路連接器之間的一組或一組以上之電路通道，則於任二相鄰的電路通道間係分別以並聯方式電性連接供濾除網路訊號中含帶的雜訊或突波之共軛線圈。
2. 如申請專利範圍第1項所述網路訊號處理電路之防雷擊系統，其中該自耦變壓器係包括鐵芯及捲繞於鐵芯上之線圈繞組，且線圈繞組二側係分別電性連接於二相鄰之電路通道，並於自耦變壓器電性連設有洩放共軛線圈的雜訊或突波之接地側。