网口变压器简介
网络变压器简介、功能、分类、应用
网络变压器：网络变压器是在有限局域网中各级网络设备中都具备的变压器元件。
网络变压器(Ethernet Transformer，也称数据汞模块,是网卡电路中不可或缺的部分，它主要包含中间抽头电容、变压器、自耦变压器、共模电感。
其又叫网络隔离变压器、以太网变压器、网络滤波器、网口变压器、LAN变压器等等。
——————————————————————————————————网络变压器的功能一，传输数据，它把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的另外一端;二，电气隔离防雷任何CMOS制程的芯片工作的时候产生的信号电平总是大于0V的(取决于芯片的制程和设计需求)，PHY输出信号送到100米甚至更长的地方会有很大的直流分量的损失。
而且如果外部网线直接和芯片相连的话，电磁感应(打雷)和静电，很容易造成芯片的损坏。
再就是设备接地方法不同，电网环境不同会导致双方的0V电平不一致，这样信号从A传到B，由于A设备的0V电平和B点的0V电平不一样，这样可能会导致很大的电流从电势高的设备流向电势低的设备。
网络变压器把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到连接网线的另外一端。
这样不但使网线和PHY 之间没有物理上的连接而换传递了信号，隔断了信号中的直流分量，还可以在不同0V电平的设备中传送数据。
网络变压器本身就是设计为耐2KV~3KV的电压的。
也起到了防雷保护作用。
有些朋友的网络设备在雷雨天气时容易被烧坏，大都是PCB设计不合理造成的，而且大都烧毁了设备的接口，很少有芯片被烧毁的，就是变压器起到了保护作用。
隔离变压器可满足IEEE802.3的绝缘要求，但不能抑制EMI。
二、共模抑制在双绞线中的每一根导线是以双螺旋形结构相互缠绕着。
流过每根导线的电流所产生的磁场受螺旋形的制约。
导线的电流方向,决定每对导线发射噪音的程度。
网络变压器生产流程知识培训
环境适应性检测
模拟网络变压器在实际使用中 可能遇到的环境条件，如温度
、湿度等，进行测试。
可靠性检测
对网络变压器进行长时间、高 负荷的测试，评估其可靠性。
包装出货
包装设计
根据产品特点和客户要求，设 计合理的包装方案，确保产品
在运输过程中不受损坏。
包装材料选择
选用适当的包装材料，如纸盒 、泡沫垫等，提高产品保护效 果。
网络变压器生产流程知识培训
目 录
• 网络变压器基础知识 • 网络变压器生产流程 • 网络变压器常见问题及解决方案 • 网络变压器发展趋势与未来展望 • 网络变压器生产安全与环保知识
01 网络变压器基础知识
定义与作用
定义
网络变压器，也称为网络隔离变 压器，是一种电子元件，主要用 于传输和接收模拟或数字信号。
定期进行环境监测，确保生产 过程中的污染物排放符合相关
标准。
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组装工艺
将焊接好的线圈和电子 元件组装在一起，形成
完整的网络变压器。
测试与调整
对组装好的网络变压器 进行电气性能测试和调 整，确保性能参数符合
要求。
品质检测
01
02
03
04
外观检测
检查网络变压器的外观是否符 合要求，如无破损、污渍等。
电气性能检测
测试网络变压器的电气性能参 数，如阻抗、传输速率等。
物联网应用
物联网技术的发展将推动 网络变压器在智能家居、 智能交通等领域的应用， 实现设备的互联互通。
云计算数据中心
云计算数据中心的建设需 要大量高可靠性的网络变 压器，为数据传输提供稳 定可靠的保障。
网口变压器简介
简介 差模传输特性（功能性特性） 共模传输特性（EMI抑制特性）
2019/11/19
1
简介
以太网设备在收发器和网线间使用变压器，其包含中 心抽头变压器，自耦变压器，共模电感。最新的以太 网设备通过变压器提供48V电源，采用集成连接器，应 用越来越广泛。这些器件的特性对于EMI的抑制很关键。
更好？
2019/11/19
34
一般变压器的配置
两线共模电感位于PHY侧： 这种配置不适于电流驱动 型的收发器，这种类型的 收发器TX输出功率是由中 心抽头处连接的电源提供 的，后边详细介绍。
需要注意GND≠0V
2019/11/19
35
一对线的共模模式简化图
2019/11/19
36
共模模式的参数
42
共模模式的参数
线缆侧中心抽头连接电感LC2：中心抽头连接到 RCM和高压电容处连线的寄生电感用LC2代替。但 很难保证LC2的低阻抗
2019/11/19
43
共模模式的参数
高压电容：四个端接电阻共用一个高压电容，高 耐压的需求限制了固定封装下容值的可选范围， 典型应用的电容是1nF/2000V的陶瓷电容。
2019/11/19
13
非理想参数
绕线电阻
漏磁：磁力线不能在两个线圈中完全耦合， 可以用一个耦合系数k来描述，0<k<1。漏 磁和绕线技术和磁芯形状有关。
2019/11/19
14
非理想参数
分布电容：绕线和磁芯之间的耦合，相邻绕线间的耦合
线圈间电容：初级和次级线圈间的电容，容值足够小，对 于正常差模信号没有影响，对于无意的共模信号有足够低 的阻抗，会明显影响EMI相关特性。
网络变压器
网络变压器的工作原理网络变压器简单说就是数据汞，是消费级PCI网卡上都具备的设备。
也可称为网络隔离变压器。
它在一块网卡上所起的作用主要有两个，一是传输数据，它把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的另外一端；一是隔离网线连接的不同网络设备间的不同电平，以防止不同电压通过网线传输损坏设备。
除此而外，数据汞还能对设备起到一定的防雷保护作用。
网络变压器的作用数据汞也被叫做网络变压器或可称为网络隔离变压器。
它在一块网卡上所起的作用主要有两个，一是传输数据，它把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的另外一端;一是隔离网线连接的不同网络设备间的不同电平，以防止不同电压通过网线传输损坏设备。
除此而外，数据汞还能对设备起到一定的防雷保护作用。
变压器两脚加上信号电压(差模信号)时，经过磁路耦合作用在变压器的次级端感应出感生电压。
对于信号电压，由于CMC两绕组同时流过的信号电流大小相等、方向相反，在CMC的铁芯磁路中产生了方向相反的磁通，相互抵消，不影响差模信号传输。
而此时CMT两绕组流过的则是大小相等，方向相同的电流，致使CMT的作用相当于一个大的电阻，阻碍差模信号的通过，对载波信号的传输影响极少。
所以差模信号被直接耦合加到负载上。
而对共模信号来说，主要是通过变压器的初、次级间的分布电容耦合到次级，而此时CMC两绕组流过的是大小相等、方向相同的电流，这时CMC相当于一个大的电阻，阻止共模电流的传输，而CMT两绕组则是流过大小相等、方向相反的电流，对共模信号相当于短路，这样共模电压基本上不会被传送，而被耦合到负载上。
从而既能使载波信号被很好的传输，又能抑制共模干扰信号。
变压器的中间抽头。
中间抽头为什么有些接电源？有些接地？这个主要是使用的phy芯片UTP（双绞线）口驱动类型决定的，有两种，如果是电压驱动的就要接电源；如果是电流驱动的就不用了，直接接个电容到地。
网络变压器简介
网络变压器简介网络变压器具体有T1/E1隔离变压器；ISDN/ADSL接口变压器；VDSL 高通/低通滤波器模块、接口变压器；T3/E3、SDH、64KBPS接口变压器；10/100BASE、1000BASE-TX网络滤波器；RJ45集成变压器；还可根据客户需要设计专用变压器。
产品主要应用于：高性能数字交换机；SDH/ATM传输设备；ISDN、ADSL、VDSL、POE受电设备综合业务数字设备；FILT光纤环路设备；以太网交换机等等,如裕泰电子的YL18-2050S，YL18-3002S等比较常见!数据泵是消费级PCI网卡上都具备的设备，数据泵也被叫做网络变压器或可称为网络隔离变压器。
它在一块网卡上所起的作用主要有两个，一是传输数据，它把PHY送出来的差分信号用差模耦合的线圈耦合滤波以增强信号，并且通过电磁场的转换耦合到不同电平的连接网线的另外一端;一是隔离网线连接的不同网络设备间的不同电平，以防止不同电压通过网线传输损坏设备。
除此而外，数据汞还能对设备起到一定的防雷保护作用。
编辑本段网络变压器在以太网中的作用在以太网设备中，通过PHY接RJ45时，中间都会加一个网络变压器。
有的变压器中心抽头接到地。
而且接电源时，电源值又可以不一样，3.3V，2.5V，1.8V都有。
这个变压器的作用分析如下：1、中间抽头为什么有些接电源？有些接地？这个主要是与使用的PHY 芯片UTP口驱动类型决定的，这种驱动类型有两种，电压驱动和电流驱动。
电压驱动的就要接电源；电流驱动的就直接接个电容到地即可！所以对于不同的芯片，中心抽头的接法，与PHY是有密切关系的，具体还要参看芯片的datasheet和参考设计了。
2、为什么接电源时，又接不同的电压呢？这个也是所使用的PHY芯片资料里规定的UTP端口电平决定的。
决定的什么电平，就得接相应的电压了。
即如果是2.5v的就上拉到2.5v，如果是3.3v的就上拉到3.3v。
3.这个变压器到底是什么作用呢，可不可以不接呢。
RJ45网口变压器工作原理及设计指南ppt课件
非理想参数
变压器等效电路
16
频率响应
降低磁化和泄露电感和分布电容可以增加频 率范围
降低磁芯损耗和绕线电阻可以降低插入损耗
17
频率响应
脉冲上升的时域响应如右图 并联的磁化电感LM对于上升
沿有很大的阻抗，可以忽略 响应曲线是指数阻尼振荡下
降 振荡幅值和阻尼系数决定于
LL，CD，R2。（假设源阻抗 可以忽略）
28
以太网线的传输模式
传输模式的图示
29
各传输模式和EMI间的关系
信号对两线间的差模信号：相反的电流相互抵消， 电场抵消，低EMI问题。
信号对之间的共模/差模混合信号：与真正的共 模信号不同，它的传输也在线缆内部，所以也不 是影响EMI的主要信号。
信号与环境间的共模信号——主要的EMI源：传 输发生在线缆和周围环境间，最容易引起EMI问 题。所以变压器主要的EMI抑制功能就是减少这 部分的噪声。
种传输模式并不是EMI的主要源。 所谓的共模端接并没有端接真正的共模信号。 此端接的效能主要决定于系统设计，不能简单的
认为此端接会提升EMI性能还是降低EMI性能。 需要考虑如下两点：一是成本和益处；二是有可 能为共模噪声提供一个绕过共模电感的路径。
46
正确认识所谓的共模端接
高压电容连接到噪声源点会增加线缆的共模电流 和辐射，如图。参考平面如果不是理想的0V，高 频的共模电流会绕过共模电感流到外部线缆上， 引起辐射。
18
频率响应
脉冲峰值的响应曲线如右 图
响应主要决定于磁化电感 和负载阻抗R2
漏感远小于磁化电感，可 以忽略
分布电容可以忽略，因为 电流不经过此电容
负载电压随时间指数降低
19
网口变压器简介
2019/11/21
7
差模传输特性
法拉第定律，闭合环路的感应电动势与磁力线随 时间的变化率成比例。
理想变压器电压，电流和变比之间的关系
不可能通过变压器的data sheet判断变压器的特性。可 以使用网络分析仪测试，但要注意系统性能是不同的， 如果不了解系统的特性，不能完全判断变压器的特性。 并且测试方法也没有一定的标准。
本文解释那些影响以太网变压器EMI性能的主要参数， 在通常配置下，需要一个bench-level测试方法来测试 变压器特性。
2019/11/21
27
以太网线的传输模式
理解以太网线的传输模式是理解变压器EMI抑制 功能的关键。
典型的UTP（非屏蔽网线）和传导的环境（如传 导的GND）是一个多（9）导体的传输线。有意 和无意信号同时传输。有意信号是信号对两线间 的差模信号。无意信号包括：信号对之间的共模 /差模混合信号。信号与环境间的共模信号
2019/11/21
31
混合差模/共模模式
采用75ohm端接电阻，如图。 此电阻提供差分线对之间150ohm的端接，主要
用于混合模式信号的阻抗匹配。高压电容CHV将 线缆终端连接到GND改善EMI。由于有电阻，接 线电感以及其它的限制，这并不是一个接地的低 阻抗路径。
2019/11/21
32
共模信号
是引起EMI的最直接原因，产生的原因包括： 不平衡（阻抗，幅值，时间，dv/dt） 串扰 非理参考面（地弹，参考面与机壳间的射频电压）
网络变压器品牌
网络变压器品牌一、引言网络变压器是一种用于网络设备的电源设备，用于将电源输入转换为适合网络设备使用的电压输出。
随着网络设备的普及和应用范围的扩大，网络变压器的需求也越来越大。
本文将介绍几个知名的网络变压器品牌，包括其品牌背景、产品特点和市场口碑等方面的信息。
二、品牌一：ABC网络变压器1. 品牌背景ABC网络变压器是一家专注于网络设备电源领域的知名品牌。
成立于2000年，公司总部位于国内某大城市，拥有一支专业的研发团队和先进的生产设备。
2. 产品特点ABC网络变压器的产品具有以下特点：- 高效节能：采用先进的能效技术，能够将电能转换效率提高至90%以上，节约能源。
- 稳定可靠：采用优质的电子元件和材料，具有良好的稳定性和可靠性，能够在长期使用中保持稳定的输出电压。
- 多功能设计：支持多种输入和输出电压规格，适应不同的网络设备需求。
- 安全防护：具备过载保护、短路保护、过压保护等多重安全保护功能，保障网络设备的安全运行。
3. 市场口碑ABC网络变压器在市场上具有良好的口碑，得到了泛博用户的认可和信赖。
用户普遍认为其产品质量优良，性能稳定可靠，能够满足各种网络设备的需求。
三、品牌二：XYZ网络变压器1. 品牌背景XYZ网络变压器是一家国际知名的网络设备电源供应商。
公司成立于1995年，总部位于国外某大城市，拥有全球范围的销售网络和强大的研发实力。
2. 产品特点XYZ网络变压器的产品具有以下特点：- 高效节能：采用先进的能效管理技术，能够实现高达95%以上的电能转换效率，节约能源。
- 高密度设计：采用先进的封装技术和散热设计，使得产品具有更小的体积和更高的功率密度。
- 远程监控：支持远程监控和管理功能，可以通过网络对变压器进行实时监控和故障排查。
- 兼容性强：支持多种输入和输出电压规格，适合于各种网络设备的接入。
3. 市场口碑XYZ网络变压器在全球范围内有着广泛的市场份额，其产品被泛博用户认可为高品质的网络变压器。
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2020/5/6
44
共模模式的参数
2线共模电感在PHY侧变压器模式的总结： 这种配置对于PHY产生的低频共模噪声有很好的
抑制作用 共模电感和中心抽头电容一起提供了有效的低频
滤波 在寄生参数CCMC，△L1以及LC1的阻抗明显增大
的频率下，EMI抑制效能明显降低。
2020/5/6
45
正确认识所谓的共模端接
关注线缆侧中心抽头连接以及所谓的共模端接。
在典型的以太网应用中，并没有明显的差模/共 模混合传输模式的信号激励源。
对这种模式信号进行端接可能会影响EMI，但这 种传输模式并不是EMI的主要源。
所谓的共模端接并没有端接真正的共模信号。
网口变压器
简介 差模传输特性（功能性特性） 共模传输特性（EMI抑制特性）
2020/5/6
1
简介
以太网设备在收发器和网线间使用变压器，其包含中 心抽头变压器，自耦变压器，共模电感。最新的以太 网设备通过变压器提供48V电源，采用集成连接器，应 用越来越广泛。这些器件的特性对于EMI的抑制很关键。
2020/5/6
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75ohm端接的共模阻抗
对于EMI的改善，最好在线缆的终端通过一个低 阻抗直接连接到机壳上。
75ohm端接对于共模信号是否是一个低阻抗？ 75ohm端接对于阻抗匹配更好还是对于共模抑制
更好？
2020/5/6
34
一般变压器的配置
两线共模电感位于PHY侧： 这种配置不适于电流驱动 型的收发器，这种类型的 收发器TX输出功率是由中 心抽头处连接的电源提供 的，后边详细介绍。
此端接的效能主要决定于系统设计，不能简单的 认为此端接会提升EMI性能还是降低EMI性能。 需要考虑如下两点：一是成本和益处；二是有可 能为共模噪声提供一个绕过共模电感的路径。
2020/5/6
46
正确认识所谓的共模端接
高压电容连接到噪声源点会增加线缆的共模电流 和辐射，如图。参考平面如果不是理想的0V，高 频的共模电流会绕过共模电感流到外部线缆上， 引起辐射。
2020/5/6
13
非理想参数
绕线电阻
漏磁：磁力线不能在两个线圈中完全耦合， 可以用一个耦合系数k来描述，0<k<1。漏 磁和绕线技术和磁芯形状有关。
2020/5/6
14
非理想参数
分布电容：绕线和磁芯之间的耦合，相邻绕线间的耦合
线圈间电容：初级和次级线圈间的电容，容值足够小，对 于正常差模信号没有影响，对于无意的共模信号有足够低 的阻抗，会明显影响EMI相关特性。
低线缆上共模电流和共模电压。 对于某些收发器提供一个直流偏置电压或功率源
2020/5/6
23
非理想中心抽头变压
如图，LCT，△L，C12降低了共模衰减。△L产生了 差模——共模转换 因为LCT + △L≠0，所以中心抽头上存在共模电
压。 共模电压在线缆上驱动共模电流，产生辐射。
2020/5/6
2020/5/6
37
共模模式的参数
典型的共模电感阻抗是磁芯 材料， 形状，绕线圈数和 CCMC的函数。为了在特定频 率范围获得高的阻抗，在其 它频段一般会有低的阻抗。
共模阻抗会随着磁饱和而降 低，这在以下两种情况中特 别重要：
一是有POE功能时，直流电流会使 磁芯饱和
二是暴露的UTP耦合到强电压和电 流，如暴露在高强度的EMI下。
2020/5/6
பைடு நூலகம்
2
简介
以太网变压器的功能： 满足IEEE 802.3中电气隔离的要求 不失真的传输以太网信号 EMI抑制： EMI特性直接与CM特性相关； 相关信息不会出现在data sheet中； 结构中寄生参数有明显的影响； 手工绕线——影响共模性能的一致性； 封装中的布线很重要； 封装尺寸及HV的要求限制了一些可能的选择； 价格方面的考虑。
2020/5/6
28
以太网线的传输模式
传输模式的图示
2020/5/6
29
各传输模式和EMI间的关系
信号对两线间的差模信号：相反的电流相互抵消， 电场抵消，低EMI问题。
信号对之间的共模/差模混合信号：与真正的共 模信号不同，它的传输也在线缆内部，所以也不 是影响EMI的主要信号。
信号与环境间的共模信号——主要的EMI源：传 输发生在线缆和周围环境间，最容易引起EMI问 题。所以变压器主要的EMI抑制功能就是减少这 部分的噪声。
降 振荡幅值和阻尼系数决定于
LL，CD，R2。（假设源阻抗 可以忽略）
2020/5/6
18
频率响应
脉冲峰值的响应曲线如右 图
响应主要决定于磁化电感 和负载阻抗R2
漏感远小于磁化电感，可 以忽略
分布电容可以忽略，因为 电流不经过此电容
负载电压随时间指数降低
2020/5/6
19
频率响应
漏感远小于磁化电感，可 以忽略
需要一些理想的假设简化初始的分析： 假设磁导率足够大可认为是无穷大 磁芯的此话足够小可认为是0 忽略磁芯损耗 忽略绕线电阻 所有磁力线都在绕线内（即没有漏磁） 忽略绕线间的电容
2020/5/6
7
差模传输特性
法拉第定律，闭合环路的感应电动势与磁力线随 时间的变化率成比例。
理想变压器电压，电流和变比之间的关系
2020/5/6
3
简介
变压器的构成： 脉冲（隔离）变压器 共模电感 自耦变压器 电容 电阻 封装/结构（集成变压器中的连接器管脚和走线）
2020/5/6
4
简介
典型的以太网口电路
2020/5/6
5
差模传输特性
2020/5/6
6
差模传输特性
主要考虑差模参数。频率范围考虑从1MHz到 100MHz（CAT5E）和250MHz（CAT6）
2020/5/6
27
以太网线的传输模式
理解以太网线的传输模式是理解变压器EMI抑制 功能的关键。
典型的UTP（非屏蔽网线）和传导的环境（如传 导的GND）是一个多（9）导体的传输线。有意 和无意信号同时传输。有意信号是信号对两线间 的差模信号。无意信号包括：信号对之间的共模 /差模混合信号。信号与环境间的共模信号
主要功能性（差分）参数：变比；磁化电感（开 路电感）；插入损耗；回返损耗（与所有差分参 数有关）
影响差分参数的寄生参数：漏感；分布电容和初 次级线圈间电容
影响共模噪声抑制的参数：中心抽头平衡度；中 心抽头和参考面之间串联阻抗（不平衡+中心抽 头电感+中心抽头电容）；初次级线圈间电容； 共模电感阻抗。
2020/5/6
39
共模模式的参数
中心抽头连接电感L1，增加中心抽头连接阻抗， 主要决定于布线的情况。不会在中心抽头处产生 信号间转换，但明显降低了100MHz以上的共模 抑制性能。
此电感典型值是10nH
2020/5/6
40
共模模式的参数
中心抽头电容容值：如果容值用0.1uF，与10nH 串联电感在5MHz发生谐振。在谐振频率以上， 中心抽头连接的阻抗主要体现为感性。使用不同 的中心抽头电容可以获得不同的谐振频率，但最 好保证感值L最小。
24
共模电感
对有意差分信号的传输，以及对无意共模信号的抑制，如 图
共模电感的符号和模型。分布电容CCMC降低高频共模电感 的阻抗。有损铁氧体（软铁氧体）由于能量耗散是有好处 的。ZCMC是电阻性而非电抗性。LCMC和RCMC的高阻抗和 CCMC是相互制约的两个参数。
2020/5/6
25
变压器参数总结
2020/5/6
38
共模模式的参数
不平衡的中心抽头（PHY侧）：用△L1来描述线圈两边的 不平衡。对于理想变压器，中心抽头在线圈的中间， △L1 =0.
中心抽头不平衡产生的两个影响： 一是△L1随着频率增加阻抗增加， 限制了通过中心抽头减小共 模电流的作用 二是对于差分信号差生不平衡的影响，引起差模-共模以及共 模-差模转换。这会增加辐射和敏感度。
2020/5/6
26
变压器共模特性
共模抑制效能是各器件特性，寄生参数及相互影 响的综合结果
不能仅通过data sheet中的电路图来判断抑制效 能，现在的data sheet对判断EMI抑制性能只有很 少的作用
EMI性能的测试并不容易，需要特定的测试环境 及测试夹具。
与其它滤波器一样，源和负载的共模阻抗及参考 面的阻抗对变压器的共模抑制都很关键。
需要注意GND≠0V
2020/5/6
35
一对线的共模模式简化图
2020/5/6
36
共模模式的参数
ZCMC：共模电感的阻抗，通过对共模电流提供高阻抗 抑制EMI，设计目的是获得最大的LCMC和RCMC。
CCMC：共模电感的分布电容，减弱共模电感的高频性 能。可以通过减小线圈间的重合减小此电容容值，特 别是整个线圈两端之间的距离。靠近传导的结构也会 明显影响这个电容的容值。
共模模式的参数
线缆侧中心抽头连接电感LC2：中心抽头连接到 RCM和高压电容处连线的寄生电感用LC2代替。但 很难保证LC2的低阻抗
2020/5/6
43
共模模式的参数
高压电容：四个端接电阻共用一个高压电容，高 耐压的需求限制了固定封装下容值的可选范围， 典型应用的电容是1nF/2000V的陶瓷电容。
2020/5/6
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共模模式的参数
初次级线圈间电容，为了消弱变压器的共模传输 性能，应该尽可能减小此电容容值。但不幸的是， 在EMC所关心的频率范围内，很难保证此容值足 够小而提供有效地共模抑制。
线缆侧中心抽头电容的不平衡，与之前△L1类似，