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防护思路 首先,网口的防雷可以采用两种思路:一种思路是要给雷电电流以泄放通路,把高压在变压器之前泄放掉,尽可能减少对变压器影响,同时注意减少共模过电压转为差模过电压的可能性。另一种思路是利用变压器的绝缘耐压,通过良好的器件选型与PCB设计将高压隔离在变压器的初级,从而实现对接口的隔离保护。室外走线网口防雷威廉希尔官方网站 和室内走线网口防雷威廉希尔官方网站 就分别采用的是这两种思路。 1. 室外走线网口防雷威廉希尔官方网站 当有可能室外走线时,端口的防护等级要求较高,防护威廉希尔官方网站 可以按图设计。 图中室外走线网口防护威廉希尔官方网站 的基本原理图,从图中可以看出该威廉希尔官方网站 的结构与室外走线E1口防雷威廉希尔官方网站 类似。 共模防护通过气体放电管实现,差模防护通过气体放电管和TVS管组成的二级防护威廉希尔官方网站 实现。图中G1和G2是三极气体放电管,型号是leiditech 3R090-5S,它可以同时起到两信号线间的差模保护和两线对地的共模保护效果。 中间的退耦选用2.2Ω/2W电阻,使前后级防护威廉希尔官方网站 能够相互配合,电阻值在保证信号传输的前提下尽可能往大选取,防雷性能会更好,但电阻值不能小于2.2Ω。 后级防护用的TVS管,因为网口传输速率高,在网口防雷威廉希尔官方网站 中应用的组合式TVS管需要具有更低的结电容,这里推荐的器件型号为上海雷卯电子SLVU2.8-4。 图中下方的原理图就是采用上述器件网口部分的详细原理图。 三极气体放电管的中间一极接保护地PGND,要保证设备的工作地GND和保护地PGND通过PCB走线在母板或通过电缆在结构体上汇合(不能通过0Ω电阻或电容),这样才能减小GND和PGND的电位差,使防雷威廉希尔官方网站 发挥保护作用。 威廉希尔官方网站 设计需要注意RJ45接头到三极气体放电管的PCB走线加粗到40mil,走线布在TOP层或BOTTOM层。若单层不能布这么粗的线,可采取两层或三层走线的方式来满足走线的宽度。退耦电阻到变压器的PCB走线建议采用15mil线宽。 该防雷威廉希尔官方网站 的插入损耗小于0.3dB,对100M以太网口的传输信号质量影响比较小。 2. 室内走线网口防雷威廉希尔官方网站 当只在室内走线时,防护要求较低,因此防雷威廉希尔官方网站 可以简化设计,如图所示,室内走线网口防护威廉希尔官方网站 的基本原理图 RJ45接头的以太网信号电缆是平衡双绞线,感应的雷电过电压以共模为主,如果能够对过电压进行有效的防护,差模的防护选用小量级的器件就可以了,通常可以选用SLVU2.8-4,它可以达到差模0.5kV(1.2/50us)的防护能力,但是当产品目标包括北美市场时,差模防护器件推荐选用LC03-3.3,它可以满足NEBS的需求。 从共模防护的角度对室内室外这两种威廉希尔官方网站 做一下比较。室外标准的威廉希尔官方网站 采用气体放电管实现共模的防护,当端口处有共模过电压产生时,通过击穿气体放电管转化成过电流并泄放,从而达到保护的目的。 而图室内标准的网口防护威廉希尔官方网站 只设计了差模的防护威廉希尔官方网站 ,没有设计共模的防护威廉希尔官方网站 ,它在端口的共模防护上采用就是我们前面说的隔离保护的思路,它利用网口变压器的隔离特性实现端口的共模防护。当端口处有过电压产生时,这个过电压会加到网口变压器的初级,由于变压器有一定的隔离特性,只要过电压不超过变压器初级与次级的耐压能力而被击穿,过电压会完全被隔离在初级侧,从而对次级侧基本不造成影响,达到端口保护的目的。 从上述原理可以看出,室内标准的这种威廉希尔官方网站 的共模防护主要靠变压器前级的PCB走线以及变压器的绝缘耐压实现,因此要严格注意器件的选型和PCB的设计。 首先,在以太网口威廉希尔官方网站 设计时应树立高压线路和低压线路分开的意识。其中变压器接外线侧的以太网差分信号线、Bob-Smitch威廉希尔官方网站 是直接连接到RJ45接头上的,容易引入外界的过电压(如雷电感应等),是属于高压信号线。而指示灯控制线、电源、GND是由系统内提供,属于低压线路。 需要以下威廉希尔官方网站 可以联系微信 一八零一六二二五零零一 设计与测试 电子产品的接口防护需用过压保护器件,很多工程师意识到要用保护器件,但由于选型不当或没按照 ESD 威廉希尔官方网站 PCB 设计原则,造成产品静电测试或 EMC 测试不通过,产品多次验证测试,浪费人力财力,造成产品延迟上市的事情总有发生,或过度设计,造成成本压力。 |
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