TWM482868U - 具有負載電路的連接器 - Google Patents

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Description

帶有負載電路的連接器
本申請要求於2012年6月21日提交的申請號為61/662,678的美國臨時申請的優先權，其全文通過參考合併於此。
本新型涉及適用於磁性元件的連接器領域，尤其涉及一種適用於乙太網埠的連接器。
鮑勃-史密斯(Bob Smith)負載電路(這樣命名是因為發明者是羅伯特-史密斯先生)最初在1983年作為處理一插頭與一埠之間基於乙太網的連接的端接(termination)的方式而研發出來。這種埠一般是指RJ45連接器(在技術上，可將這種連接器更精確地稱為8P8C連接器，但基於常見的說法，這裡將使用術語RJ45)。在其優點中，為了提供電性隔離，一變壓器用以將變壓器一側(初級側)的兩個觸點磁耦合至另一側(次級側)的兩個觸點，從而得到來自變壓器的電性輸出。最初有兩對觸點提供信號(針對基於10/100的乙太網)。鮑勃-史密斯(Bob-Smith)負載電路通過讓每個中心抽頭(從纏繞每個 變壓器的導線抽出)電性連接至一電阻器並且讓這些電阻器耦接至一共節點(該共節點隨後可耦接至接地)而引入具有一平衡端接的概念。同時最初公開的這種電路沒有示出有插座(receptacle)，本領域技術人員應該理解，以往的負載電路應該被包括在插座中(例如，在放置變壓器的位置處)。
而鮑勃‧史密斯負載電路由於其概念而已經被認為是某種工業標準，該負載電路在實施乙太網供電(以下簡稱“POE”)之前就已經被設計出來。通過在變壓器初級側上兩個觸點對(pair)的中心抽頭兩端設置DC電壓(針對通用乙太網供電(UPOE)配置對於雙功率的第二組兩個觸點對而重複該設置)來起到POE作用。DC電壓差(通常為48伏特)不會影響在給定觸點對內提供的信號，因為所施加的DC電壓實質上僅僅升高給定觸點對內的共模電壓基面(差分信號電壓在該基面附近波動)。然而，有必要確保系統能夠安全接地將電力注入到資料觸點對(data pairs)上。為了獲得適當的功能，圖1公開了包括POE的負載電路的典型性實施方式。應該意識到，變壓器15被設置為將位於變壓器15的一第一側16的觸點磁耦合至位於變壓器15的一第二側17的觸點。從每個變壓器引出的一中心抽頭18被連接至電容器25，其提供DC阻隔功能以消除流經附加的AC負載電路的DC電流，從而確保觸點對的兩側與AC負載之間的電性分離。電容器25然後被耦接至電阻器30， 並且在具有四個電阻器的系統中，每個電阻器均被電性連接至一共節點32。安全電容器35(其在幫助提供必要的電性隔離以允許對該部件的安全認可的電路中是標準特徵)從這裡將負載連接至接地10(其可以是遮罩物或任何耦接基準電壓平面的期望結構)。
參閱圖1及圖2，乙太網供電(POE)電路通過在觸點對19a與觸點對19b之間產生DC電壓而將電力注入至觸點對上。一電容器40在觸點對與雪崩二極體45之間提供電性分離，其中該雪崩二極體45是針對過壓事件中的電流分流(current shunt)而提供的。考慮到市售POE埠的銷量，對某些個人而言，能夠降低成本同時提供適當性能的電路將是值得讚賞的。
提供一種負載電路，包括第一和第二變壓器，每個變壓器用於將位於變壓器第一側的第一和第二觸點磁耦合至位於變壓器第二側的第三和第四觸點。從第一變壓器引出的第一中心抽頭被耦接至第一電容器的第一側。從第二變壓器引出的第二中心抽頭被耦接至第二電容器的第一側。第一和第二電容器的第二側被耦接至共節點。該共節點在兩個中心抽頭之間形成電性中點。雪崩二極體(或電等效物)能夠按照與兩個串聯連接的電容器並聯的方式被置於兩個中心抽頭之間。單個電阻器能夠用以在安全電容器之前提供負載端接。
所述的連接器還包括一雪崩二極體，將該第一子節點連接至該第二子節點，且將第一電壓輸入連接至該第一子節點，並將第二電壓輸入連接至該第二子節點。
所述的連接器還包括一共模扼流圈，被耦接至所述第一和第二電壓輸入。
本新型以示例方式示出且不局限於附圖所示，在附圖中以相同的附圖標記表示類似的元件，並且其中：
115a-115d‧‧‧變壓器
116‧‧‧第一側
117‧‧‧第二側
105a,105b‧‧‧第一端
106a‧‧‧第二端
145‧‧‧雪崩二極體
140a‧‧‧第一電容器
140b‧‧‧第二電容器
130‧‧‧電阻器
130a‧‧‧第一側
130b‧‧‧第二側
155‧‧‧子節點
133‧‧‧共節點
135‧‧‧安全電容器
110‧‧‧接地
122a‧‧‧節點
122b‧‧‧節點
150‧‧‧濾波器
115‧‧‧第一變壓器
107a,107b‧‧‧中心抽頭
115‧‧‧第二變壓器
155‧‧‧子節點
130‧‧‧電阻器
133‧‧‧共節點
135‧‧‧安全電容器
200‧‧‧埠
200a‧‧‧殼體
201‧‧‧觸點
202‧‧‧中間板
203‧‧‧磁性元件
204‧‧‧線路
205‧‧‧底板
206‧‧‧底部觸點
圖1示出在現有技術中適用於乙太網供電(POE)應用的負載電路的視圖。
圖2示出在圖1中描述的負載電路的附加特徵。
圖3示出適用于POE應用的負載電路的視圖。
圖4示出適用于POE應用或非POE應用的負載電路的另一個視圖。
圖5示出表示乙太網埠的視圖。
圖6示出乙太網埠的方塊圖。
下面的具體描述對示例性實施例加以描述，且不是用以限制所明確公開的組合(多個組合)。因此，除非特別指出，本文所公開的特徵可以被組合起來以形成額外的組合，這些額外的組合出於簡潔目的而並未另外示出。
圖3示出適用於連接器的電路的視圖。該電路包括多個變壓器115a-115d，每個變壓器包括一第一側116和一第二側117。典型地，通過讓導線纏繞變壓器而將第一導線磁耦合至第二導線同時在兩個導線之間提供電性分離，由此將第一側和第二側磁耦合在一起。因而，第一側116被磁耦合至第二側117，而第一側116包括電性連接至插座中第一觸點(未示出)的一第一端105a和電性連接至插座中第二觸點(未示出)的一第二端106a，且第一端105a和第二端106a在一中心抽頭107a處接合。第一和第二觸點可以是在RJ45連接器中通常能找到的觸點(例如，觸點對1/2或3/6或4/5或7/8)。第二變壓器115b同樣包括第一側(該第一側包括一第一端105b、一第二端106b和一中心抽頭107b)，並且能夠被連接至不同的觸點對。
一雪崩二極體145將中心抽頭107a電性連接至中心抽頭107b。典型地，電容器還能被設置在兩個中心抽頭之間以提供電性瞬態抑制。然而，如所述，一第一電容器140a和一第二電容器140b(它們可具有實質相同的值)按照與雪崩二極體145並聯的方式被串聯設置在兩個中心抽頭107a/107b之間。在兩個電容器140a和140b之間是電性連接至一電阻器130的一第一側130a的子節點(sub node)155。應該理解，電阻器130能夠由多個實際分離的元件形成，這些元件將一塊起作用以形成單個電阻器(多個並聯電阻器將進行分流，多個串聯電阻器將增大阻抗)，並且 因為所述電阻器不限於單個分離的元件，而是可以通過以有成本效益方式組成分離元件的陣列來設置。電阻器130的一第二側130b被連接至一共節點133，其被連接至第二電阻器並且還被連接至一安全電容器135，所述安全電容器135可以是被配置為提供與接地110的電性隔離的2000伏特電容器。通過在節點122a和節點122b兩端施加第一、第二電壓而能夠提供電力(從而提供POE功能)。經由節點122a和122b兩端的第一、第二電壓的施加而提供的電力可通過一濾波器150。
圖4示出僅在兩對導線兩端提供電力的一連接器的視圖的實施例。應該理解，一第一變壓器115的第一側的中心抽頭107a被連接至一電容器140a的第一側，而一第二變壓器115的第一側的中心抽頭107b被連接至電容器140b的第一側。這些電容器140a和140b的第二側被連接至一子節點155。該子節點155被連接至一電阻器130的一第一側，而電阻器130的一第二側被連接至一共節點133，該共節點133隨後被連接至一安全電容器135。從電力學而言，安全電容器135被設置在共節點133與接地110之間。因而，圖4提供了如圖3所公開的構造的對照性構造，除了僅用兩對導線提供POE。由此，應該理解，這裡所公開的負載電路能夠因此而用於POE電路以及非POE電路。例如，如果期望圖4中的POE部分能夠被移除，則該視圖僅僅描述了非POE設計。在這種配置中，可以省略掉雪崩二 極體145這一特徵，且省略掉濾波器150。
圖5和圖6示出表示可能的埠配置的視圖/方塊圖。一埠200(例如RJ45埠)由支援觸點201的一殼體200a(以虛線示出)界定。觸點201被耦接至能夠支持線路204的一中間板202，其能夠包括圖3或圖4中所述的負載電路(或者以圖4中所述的電路的改進型為基礎的非POE負載電路)。磁性元件203(例如，變壓器)被設置為將觸點201磁耦合至底部觸點206，該底部觸點206接合底板205/從底板205延伸。須注意，在描述一底板205時，這種構造不是必需的，且其他結構也能夠用以支援底部觸點206，因而對底板205的使用不是用以限制而是用以表示其適當的構造。應該理解，圖5中以圖示方式所描述的系統能夠很容易地被配置為提供上部埠和下部埠這兩者，且實際上這對殼體200a和待要配置為支援兩個埠的其他元件而言也是通用的。因而由一中間板202支援的線路204能夠加倍，從而對兩個埠提供適當的電性支援。
須注意，大部分當前系統使用的是8個觸點，因而觸點201典型地包括4對觸點。所述的負載電路在僅具有兩對觸點時也能夠工作，因而觸點數目不是用於限制而是用於表示其典型配置。
應該理解，所述設計的重大優點之一是它允許啟用POE的電路的元件成本得以降低。假設期望較大比例的埠將被配置為提供POE，則所述線路能夠實現理想的成 本節約。
本公開描述了優選特徵及其示例性實施例。基於對本公開的瞭解，本領域普通技術人員將能夠構思落在本公開的範圍和精神範疇內的大量其他實施例、改型和變型。
107a,107b‧‧‧中心抽頭
110‧‧‧接地
115‧‧‧變壓器
130‧‧‧電阻器
133‧‧‧共節點
135‧‧‧安全電容器
140a‧‧‧第一電容器
140b‧‧‧第二電容器
145‧‧‧雪崩二極體
150‧‧‧濾波器
155‧‧‧子節點

Claims (8)

  1. 一種帶有負載電路的連接器，包括：一殼體，用於界定一埠，該殼體包括一第一對觸點和一第二對觸點、一中間板、以及一第一對底部觸點和一第二對底部觸點；一第一變壓器，磁耦合所述第一對觸點與所述第一對底部觸點；一第二變壓器，磁耦合所述第二對觸點與所述第二對底部觸點；一第一中心抽頭，電性連接至所述第一對觸點，並且電性連接至第一子節點；一第二中心抽頭，電性連接至所述第二對觸點，並且電性連接至第二子節點；一第一電容器，具有一第一端和一第二端，該第一端被連接至所述第一子節點，而該第二端被連接至共節點；一第二電容器，具有一第一端和一第二端，該第一端被連接至所述第二子節點，而該第二端被連接至所述共節點；以及一電阻器，具有被連接至所述共節點的一第一端和經由安全電容器而被連接至接地平面的一第二端。
  2. 如請求項1所述的連接器，還包括一雪崩二極體，將該第一子節點連接至該第二子節點，且將第一電 壓輸入連接至該第一子節點，並將第二電壓輸入連接至該第二子節點。
  3. 如請求項2所述的連接器，還包括一共模扼流圈，被耦接至所述第一和第二電壓輸入。
  4. 如請求項1所述的連接器，其中該共節點是一第一共節點，該埠還包括：一第三對觸點和一第四對觸點、以及一第三對底部觸點和一第四對底部觸點：一第三變壓器，磁耦合所述第三對觸點與所述第三對底部觸點；一第四變壓器，磁耦合所述第四對觸點與所述第四對底部觸點；一第三中心抽頭，電性連接至所述第三對觸點，並且電性連接至一第三子節點；一第四中心抽頭，電性連接至所述第四對觸點，並且電性連接至一第四子節點；一第三電容器，具有一第一端和一第二端，該第一端被連接至所述第三子節點，而該第二端被連接至一第二共節點；一第四電容器，具有一第一端和一第二端，該第一端被連接至所述第四子節點，而該第二端被連接至所述第二共節點；以及一第二電阻器，具有被連接至所述第二共節點 的一第一端和經由安全電容器而被連接至接地平面的一第二端，其中所述電阻器的第二端和所述第二電阻器的第二端電性共接。
  5. 如請求項4所述的連接器，其中該第三子節點和該第四子節點沒有通過一雪崩二極體連接。
  6. 一種帶有負載電路的連接器，包括：一殼體，用於界定一埠，該殼體包括一第一對觸點和一第二對觸點、一中間板、以及一第一對底部觸點和一第二對底部觸點；一第一變壓器，磁耦合所述第一對觸點與所述第一對底部觸點；一第二變壓器，磁耦合所述第二對觸點與所述第二對底部觸點；一第一中心抽頭，被連接至所述第一對觸點，並且電性連接至一第一子節點；一第二中心抽頭，被連接至所述第二對觸點，並且電性連接至一第二子節點；一第一電容器，具有一第一端和一第二端，該第一端被連接至所述第一子節點，而該第二端被連接至一第一共節點；一第二電容器，具有一第一端和一第二端，該第一端被連接至所述第二子節點，而該第二端被連接至所述第一共節點；以及 一第一電阻器，具有被連接至所述第一共節點的一第一端和經由安全電容器而被連接至接地平面的一第二端。
  7. 如請求項6所述的連接器，該埠還包括：位於該埠中的一第三對觸點和一第四對觸點，以及一第三對底部觸點和一第四對底部觸點；一第三變壓器，磁耦合所述第三對觸點與所述第三對底部觸點；一第四變壓器，磁耦合所述第四對觸點與所述第四對底部觸點；一第三中心抽頭，電性連接至所述第三對觸點，並且電性連接至一第三子節點；一第四中心抽頭，電性連接至所述第四對觸點，並且電性連接至一第四子節點；一第三電容器，具有一第一端和一第二端，該第一端被連接至所述第三子節點，而該第二端被連接至一第二共節點；一第四電容器，具有一第一端和一第二端，該第一端被連接至所述第四子節點，而該第二端被連接至所述第二共節點；以及一第二電阻器，具有被連接至所述第二共節點的一第一端和經由安全電容器而被連接至所述接地平面的一第二端，其中所述第一電阻器的第二端和 所述第二電阻器的第二端電性共接。
  8. 如請求項7所述的連接器，其中至少在所述第一和第二子節點及所述第三和第四子節點兩者的其中之一設置有一個雪崩二極體。
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