CN104934957A - Poe交换机防雷保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种POE交换机防雷保护电路，通过在以太网变压器以及以太网接口之间设置第一级共模保护，在以太网变压器以及以太网PHY芯片之间设置第二保护模块，且在以太网供电控制芯片处设置第三保护模块，有效的实现对POE交换机的防雷保护，更可以对以太网PHY的敏感电路进行保护，且在对电路进行保护的同时，不会影响交换机的信号传输质量。
Description
技术领域
本发明涉及交换机领域，特别是涉及一种POE交换机防雷保护电路。
背景技术
随着网络技术的普及，POE(Power Over Ethernet，基于以太网线的供电技术)交换机设备已普遍应用到视频监控中。在实际使用中，由于以太网线纵横交错并由户内延伸到户外，所以由雷电引起的电磁脉冲会在以太网线路中感应瞬时过电压，很容易损坏PoE交换机设备，为了保证设备的安全运行，必须对以太网接口采取防护措施。
现有技术常用的技术有以下二种：
第一种是通过通讯设备以太网接口处的以太网变压器来实现高压隔离和共模抑制实现过压保护，缺点是不能可靠地保护后面的敏感电路PHY。
第二种是在通讯设备的以太网接口处采用三极气体放电管进行共模过压保护，并联TVS管作为差模保护。其缺点是气体放电管响应时间比较慢，产生的残压较高，不能可靠地保护后面的敏感电路。信号线之间并联大功率的TVS管结电容也较大，影响信号质量。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种POE交换机防雷保护电路，用于解决现有技术中不能可靠的保护交换机的PHY敏感电路以及在保护交换机的同时影响信号质量的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种POE交换机防雷保护电路，包括：以太网变压器、以太网接口、以太网PHY芯片、以及以太网供电控制芯片；所述交换机防雷保护电路还包括：第一保护模块，连接于所述以太网变压器以及所述以太网接口之间，用以对所述电路进行第一级共模保护；第二保护模块，连接于所述以太网变压器以及所述以太网PHY芯片之间，用以对所述电路进行第二级共模和差模保护；第三保护模块，设置于所述以太网供电控制芯片，且与第一保护模块电连接，用以对所述电路进行第三级共模和差模保护。
可选的，所述第一保护模块包括TVS放电管。
可选的，所述第一保护模块还包括第一TVS放电管TVS1以及第二TVS放电管TVS2，所述第一TVS放电管TVS1的引脚1与电阻R1的一端以及所述以太网变压器的输出端电连接，所述电阻R1的另一端与电容C1的一端电连接，所述电容C1的另一端接地，所述第一TVS放电管TVS1的引脚3与电阻R2的一端以及所述以太网变压器的输出端电连接，所述电阻R2的另一端与电容C2的一端电连接，所述电容C2的另一端以及所述第一TVS放电管TVS1的引脚2接地；所述第二TVS放电管TVS2的引脚1与电阻R3的一端以及所述以太网变压器的输出端电连接，所述电阻R3的另一端与电容C3的一端电连接，所述电容C3的另一端接地，所述第二TVS放电管TVS2的引脚3与电阻R4的一端以及所述以太网变压器的输出端电连接，所述电阻R4的另一端与电容C4的一端电连接，所述电容C4的另一端以及所述第一TVS放电管TVS2的引脚2接地。
可选的，所述第二保护模块包括TVS管阵列。
可选的，所述第二保护模块还包括第一TVS阵列管TVS3以及第二TVS阵列管TVS4，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚1与所述以太网PHY芯片的引脚TRD3-以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚2与地连接，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚3与所述以太网PHY芯片的引脚TRD3+以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚4与所述以太网PHY芯片的引脚TRD2+以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚5连接+3.3V电源，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚6与所述以太网PHY芯片的引脚TRD2-以及所述以太网变压器的输入端电连接；所述第二TVS阵列管TVS4的引脚1与所述以太网PHY芯片的引脚TRD1-以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第二TVS阵列管TVS4的引脚2与地连接，所述第二TVS阵列管TVS4的引脚3与所述以太网PHY芯片的引脚TRD1+以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第二TVS阵列管TVS4的引脚4与所述以太网PHY芯片的引脚TRD0+以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第二TVS阵列管TVS4的引脚5连接+3.3V电源，所述第二TVS阵列管TVS4的引脚6与所述以太网PHY芯片的引脚TRD0-以及所述以太网变压器的输入端电连接。
可选的，所述第三保护模块包括TVS管和肖特基二极管。
可选的，所述第三保护模块包括阳极与地连接、阴极与高速开关二极管D1的阳极以及+48V电源连接的TVS管TVS5，还包括肖特基二极管D2以及D3，所述肖特基二极管D2的阴极与所述高速开关二极管D1的阳极以及所述以太网变压器的输出端电连接，所述肖特基二极管D3的阴极与所述肖特基二极管D2的阳极电连接，且所述肖特基二极管D3的阳极与地连接。
可选的，所述以太网接口为RJ45接口、RJ11接口、SC光纤接口、FDDI接口、AUI接口、BNC接口、以及Console接口中的一种。
如上所述，本发明的一种POE交换机防雷保护电路，通过在以太网变压器以及以太网接口之间设置第一级共模保护，在以太网变压器以及以太网PHY芯片之间设置第二保护模块，且在以太网供电控制芯片处设置第三保护模块，有效的实现对POE交换机的防雷保护，更可以对以太网PHY的敏感电路进行保护，且在对电路进行保护的同时，不会影响交换机的信号传输质量。
附图说明
图1显示为本发明的一种POE交换机防雷保护电路在一具体实施例中的结构示意图。
图2显示为本发明的一种POE交换机防雷保护电路在一具体实施例中的结构示意图。
元件标号说明
1 POE交换机防雷保护电路
11 以太网变压器
12 以太网接口
13 以太网PHY芯片
14 以及以太网供电控制芯片
15 第一保护模块
16 第二保护模块
17 第三保护模块
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
请参阅图1，显示为本发明的一种POE交换机防雷保护电路在一具体实施例中的结构示意图，所述POE交换机防雷保护电路1包括：以太网变压器11、以太网接口12、以太网PHY芯片13、以及以太网供电控制芯片14；于具体实施中，所述以太网接口12为RJ45接口、RJ11接口、SC光纤接口、FDDI接口、AUI接口、BNC接口、以及Console等接口中的一种。
所述交换机防雷保护电路1还包括：第一保护模块15、第二保护模块16、以及第三保护模块17。
所述第一保护模块15连接于所述以太网变压器11以及所述以太网接口12之间，用以对所述电路1进行第一级共模保护，优选的，所述第一保护模块包括TVS放电管。具体的请参阅图2，其中，所述以太网接口为RJ45接口。所述第一保护模块15还包括第一TVS放电管TVS1以及第二TVS放电管TVS2，所述第一TVS放电管TVS1的引脚1与电阻R1的一端以及所述以太网变压器的输出端电连接，所述电阻R1的另一端与电容C1的一端电连接，所述电容C1的另一端接地，所述第一TVS放电管TVS1的引脚3与电阻R2的一端以及所述以太网变压器的输出端电连接，所述电阻R2的另一端与电容C2的一端电连接，所述电容C2的另一端以及所述第一TVS放电管TVS1的引脚2接地；所述第二TVS放电管TVS2的引脚1与电阻R3的一端以及所述以太网变压器的输出端电连接，所述电阻R3的另一端与电容C3的一端电连接，所述电容C3的另一端接地，所述第二TVS放电管TVS2的引脚3与电阻R4的一端以及所述以太网变压器的输出端电连接，所述电阻R4的另一端与电容C4的一端电连接，所述电容C4的另一端以及所述第一TVS放电管TVS2的引脚2接地。其中，所述第一TVS放电管TVS1以及所述第二TVS放电管TVS2的型号为BV-SMCT-30CA。
所述第二保护模块16连接于所述以太网变压器11以及所述以太网PHY13芯片之间，用以对所述电路1进行第二级共模和差模保护，优选的，所述第二保护模块包括TVS管阵列。具体的请参阅图2，所述第二保护模块还包括第一TVS阵列管TVS3以及第二TVS阵列管TVS4，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚1与所述以太网PHY芯片的引脚TRD3-以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚2与地连接，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚3与所述以太网PHY芯片的引脚TRD3+以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚4与所述以太网PHY芯片的引脚TRD2+以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚5连接+3.3V电源，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚6与所述以太网PHY芯片的引脚TRD2-以及所述以太网变压器的输入端电连接；所述第二TVS阵列管TVS4的引脚1与所述以太网PHY芯片的引脚TRD1-以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第二TVS阵列管TVS4的引脚2与地连接，所述第二TVS阵列管TVS4的引脚3与所述以太网PHY芯片的引脚TRD1+以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第二TVS阵列管TVS4的引脚4与所述以太网PHY芯片的引脚TRD0+以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第二TVS阵列管TVS4的引脚5连接+3.3V电源，所述第二TVS阵列管TVS4的引脚6与所述以太网PHY芯片的引脚TRD0-以及所述以太网变压器的输入端电连接。其中，所述第一TVS阵列管TVS3以及所述第二TVS阵列管TVS4的型号为WE05-4RVLC。
所述第三保护模块17设置于所述以太网供电控制芯片，且与所述第一保护模块15电连接，用以对所述电路进行第三级共模和差模保护，优选的，所述第三保护模块包括TVS管和肖特基二极管。具体的请参阅图2，所述第三保护模块包括阳极与地连接、阴极与高速开关二极管D1的阳极以及+48V电源连接的TVS管TVS5，还包括肖特基二极管D2以及D3，所述肖特基二极管D2的阴极与所述高速开关二极管D1的阳极、所述以太网变压器的输出端、以及所述第二TVS放电管TVS2的引脚3电连接，所述肖特基二极管D3的阴极与所述肖特基二极管D2的阳极以及所述第二TVS放电管TVS2的引脚1电连接，且所述肖特基二极管D3的阳极与地连接。
图2所示实施例的工作原理为：在PoE交换机的实际应用环境中，4对缠绕在一起的网线感应到的雷电主要为共模浪涌。感应的共模能量通过网线从RJ45端口进入，该能量通过流经并联在以太网变压器中心抽头上的共模保护器件瞬变电压抑制TVS管TVS1和TVS2及中心抽头的RC(R1，C1；R2，C2；R3，C3；R4，C4组成)到大地消散。少部分传递到以太网变压器驱动端的差模和共模事件，将在保护器件TVS3和TV4上消散，该能量通过保护器件内部的控向二极管进入，并流经两条路径：一条由内部钳位二极管TVS至GND，同时把电压钳制在预定水平。另一条通过电源VCC至GND，保护器件TVS3和TVS4可靠的实现了差模和共模对以太网PHY的保护；少部分传递到PoE控制模块端的差模和共模事件，将流经保护器件TVS1，TVS5和肖特基二极管D2，D3到大地消散,这些保护器件也可靠地保护了连接POE端口的供电线以使得POE控制模块免遭浪涌电流的破坏。其中，所述肖特基二极管D2，D3的型号为MBRS1100T3。
综上所述，本发明的一种POE交换机防雷保护电路，通过在以太网变压器以及以太网接口之间设置第一级共模保护，在以太网变压器以及以太网PHY芯片之间设置第二保护模块，且在以太网供电控制芯片处设置第三保护模块，有效的实现对POE交换机的防雷保护，更可以对以太网PHY的敏感电路进行保护，且在对电路进行保护的同时，不会影响交换机的信号传输质量。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明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，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种POE交换机防雷保护电路，其特征在于，包括：以太网变压器、以太网接口、以太网PHY芯片、以及以太网供电控制芯片；所述交换机防雷保护电路还包括：
第一保护模块，连接于所述以太网变压器以及所述以太网接口之间，用以对所述电路进行第一级共模保护；
第二保护模块，连接于所述以太网变压器以及所述以太网PHY芯片之间，用以对所述电路进行第二级共模和差模保护；
第三保护模块，设置于所述以太网供电控制芯片，且与第一保护模块电连接，用以对所述电路进行第三级共模和差模保护。
2.根据权利要求1所述的交换机防雷保护电路，其特征在于：所述第一保护模块包括TVS放电管。
3.根据权利要求2所述的交换机防雷保护电路，其特征在于：所述第一保护模块还包括第一TVS放电管TVS1以及第二TVS放电管TVS2，所述第一TVS放电管TVS1的引脚1与电阻R1的一端以及所述以太网变压器的输出端电连接，所述电阻R1的另一端与电容C1的一端电连接，所述电容C1的另一端接地，所述第一TVS放电管TVS1的引脚3与电阻R2的一端以及所述以太网变压器的输出端电连接，所述电阻R2的另一端与电容C2的一端电连接，所述电容C2的另一端以及所述第一TVS放电管TVS1的引脚2接地；所述第二TVS放电管TVS2的引脚1与电阻R3的一端以及所述以太网变压器的输出端电连接，所述电阻R3的另一端与电容C3的一端电连接，所述电容C3的另一端接地，所述第二TVS放电管TVS2的引脚3与电阻R4的一端以及所述以太网变压器的输出端电连接，所述电阻R4的另一端与电容C4的一端电连接，所述电容C4的另一端以及所述第一TVS放电管TVS2的引脚2接地。
4.根据权利要求1所述的交换机防雷保护电路，其特征在于：所述第二保护模块包括TVS管阵列。
5.根据权利要求4所述的交换机防雷保护电路，其特征在于：所述第二保护模块还包括第一TVS阵列管TVS3以及第二TVS阵列管TVS4，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚1与所述以太网PHY芯片的引脚TRD3-以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚2与地连接，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚3与所述以太网PHY芯片的引脚TRD3+以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚4与所述以太网PHY芯片的引脚TRD2+以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚5连接+3.3V电源，所述第一TVS阵列管TVS3的引脚6与所述以太网PHY芯片的引脚TRD2-以及所述以太网变压器的输入端电连接；所述第二TVS阵列管TVS4的引脚1与所述以太网PHY芯片的引脚TRD1-以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第二TVS阵列管TVS4的引脚2与地连接，所述第二TVS阵列管TVS4的引脚3与所述以太网PHY芯片的引脚TRD1+以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第二TVS阵列管TVS4的引脚4与所述以太网PHY芯片的引脚TRD0+以及所述以太网变压器的输入端电连接，所述第二TVS阵列管TVS4的引脚5连接+3.3V电源，所述第二TVS阵列管TVS4的引脚6与所述以太网PHY芯片的引脚TRD0-以及所述以太网变压器的输入端电连接。
6.根据权利要求1所述的交换机防雷保护电路，其特征在于：所述第三保护模块包括TVS管和肖特基二极管。
7.根据权利要求6所述的交换机防雷保护电路，其特征在于，所述第三保护模块包括阳极与地连接、阴极与高速开关二极管D1的阳极以及+48V电源连接的TVS管TVS5，还包括肖特基二极管D2以及D3，所述肖特基二极管D2的阴极与所述高速开关二极管D1的阳极以及所述以太网变压器的输出端电连接，所述肖特基二极管D3的阴极与所述肖特基二极管D2的阳极电连接，且所述肖特基二极管D3的阳极与地连接。
8.根据权利要求1所述的交换机防雷保护电路，其特征在于：所述以太网接口为RJ45接口、RJ11接口、SC光纤接口、FDDI接口、AUI接口、BNC接口、以及Console接口中的一种。
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Application publication date: 20150923 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |