完整版信号口浪涌防护电路设计
接口防护电路-网口20100504

1网口1.1网口网口按传输速率分为十兆、百兆、千兆网口,结合公司实际情况,目前使用最多的是百兆和千兆网口。
100BASE-TX 是 IEEE 802.3u 标准,是一种使用5类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。
它使用两对双绞线,一对用于发送,一对用于接收数据。
在传输中使用4B/5B 编码方式,信号频率为125MHz。
符合EIA586 的5类布线标准和IBM 的SPT 1类布线标准。
使用同10BASE-T 相同的RJ-45 连接器。
它的最大网段长度为100 米。
它支持全双工的数据传输。
5类电缆的传输速度最小为0.57bt/m(bt 表示10ns),快速以太网规定网络接口PHY的延迟不能超过25bt,I类中继器的任意两个端口的延迟不能超过70bt,II 类中继器(所有端口都是100BASE-TX)的任意两个端口的延迟不能超过46bt。
根据以上计算,在保证能够完成冲突检测的前提下,5 类电缆布线的长度可以大于100 米。
但是在电缆安装的时候,必须符合EIA/TIA-568 标准,它描述了接线箱和网络节点之间的电缆长度。
这一段长度在以太网规范中定义为链段。
100BASE-TX 规范支持最大长度为100 米的链段。
就是说连接任意两个MDI的网线的长度不能大于100 米。
所以在100BASE-TX 中PHY 的设计只要保证最大长度100 米的应用。
1000BASE-TX 是IEEE802.3z标准,速率为1000Mbit/s(1Gbit/s),最大电缆长度为100米。
1000Base-TX是基于四对双绞线,但却是以两对线发送,两对线接收(类似于1 00Base-TX的一对线发送一对线接收)。
由于每对线缆本身不进行双向的传输,线缆之间的串扰就大大降低,同时其编码方式也相对简单。
这种技术对网络的接口要求比较低,不需要非常复杂的电路设计,降低了网络接口的成本。
但由于使用线缆的效率降低了(两对线收,两对线发),要达到1000Mbps的传输速率,要求带宽就超过100MHz,也就是说在五类和超五类的系统中不能支持该类型的网络。
浪涌保护电路工作原理

浪涌保护电路工作原理嘿,朋友们!今天咱来唠唠浪涌保护电路的工作原理。
你说这浪涌啊,就好比是电路世界里的小怪兽,时不时就出来捣乱一下,要是没有个厉害的卫士来保护,那咱家里的电器啥的可就要遭殃啦!而浪涌保护电路呢,就是那个厉害的卫士。
它的工作原理其实并不复杂,就像是一个聪明的守门员。
当正常的电流通过时,它就老老实实地放行,啥也不干涉。
但要是突然来了一个超级大的浪涌电流,这个“守门员”立马就警惕起来啦!它会迅速行动,把这个危险的家伙给拦住,不让它去破坏后面的电路和设备。
咱可以把浪涌保护电路想象成一个勇敢的战士,时刻准备着和那些不怀好意的浪涌电流战斗。
它有自己的武器和策略呢!比如说,它里面会有一些特殊的元件,像是压敏电阻啦、气体放电管啦等等。
这些元件就像是战士的盾牌和宝剑,能有效地抵御浪涌的攻击。
压敏电阻就像是一个很有弹性的盾牌,平时不怎么起眼,但是一旦浪涌来了,它就能快速地变形,把浪涌的能量吸收掉,从而保护后面的电路。
气体放电管呢,则像是一把锋利的宝剑,能在瞬间把浪涌电流给引导到地上去,让它没办法作恶。
你想想看,要是没有浪涌保护电路,那咱家里的电视啊、冰箱啊、电脑啊这些宝贝疙瘩,说不定啥时候就被浪涌给搞坏了,那多心疼啊!所以说,浪涌保护电路可真是太重要啦!而且啊,这浪涌保护电路工作起来那可是默默无闻的,咱平时根本感觉不到它的存在。
只有在关键时刻,它才会挺身而出,保护咱的电器设备。
这多像那些默默守护我们的英雄啊!咱再来说说这浪涌电流是咋产生的呢。
有时候是大自然的原因,比如打雷闪电啦,那可是超级大的浪涌啊!还有的时候是咱家里的电器设备突然开关啦,或者电网出了点啥问题啦,也会产生浪涌。
所以说啊,这浪涌可是无处不在的,咱可得靠浪涌保护电路来好好保护咱的电器。
总之呢,浪涌保护电路就是咱电路世界的保护神,有了它,咱才能安心地使用各种电器设备,不用担心它们被浪涌给破坏了。
朋友们,你们说这浪涌保护电路是不是很厉害呀?咱可得好好珍惜它哟!。
48v浪涌抑制电路

48v浪涌抑制电路近年来,随着电子设备的普及和使用频率的增加,电路保护技术变得更加重要。
电路中的浪涌抑制电路起着至关重要的作用,能有效地保护电子设备免受过电压的损害。
本文将从浪涌抑制电路的原理、设计和应用等方面进行深入探讨。
首先,我们需要了解浪涌抑制电路的原理。
浪涌抑制电路是一种通过限制过电压幅值和降低过电压上升速率,从而将过电压降低到设备安全工作范围的电路。
在电子设备中,由于各种原因,如雷击、电网故障等,常常会发生瞬态过电压,对设备造成严重损害。
因此,浪涌抑制电路的设计目的是在这种情况下迅速响应并将过电压屏蔽或降低到安全范围,以保护设备不受损坏。
在浪涌抑制电路的设计过程中,首先需要选择合适的浪涌抑制器件。
常用的浪涌抑制器件包括二极管、气体放电管、过压保护器等。
这些器件能够在电路中快速响应并吸收过电压,起到保护电子设备的作用。
此外,设计浪涌抑制电路时还需要考虑电路的抑制能力、响应速度以及成本等因素,以确保电路在实际应用中能够有效地保护设备。
除了选择合适的浪涌抑制器件外,电路的布局也是至关重要的。
合理的电路布局能够降低电路的干扰和损耗,并提高电路的稳定性和可靠性。
在浪涌抑制电路中,通常会采用多级抑制设计,以增强电路的抗干扰能力和保护性能。
此外,还需要注意电路中的接地设计,确保电路的安全接地,以提高电路的抗干扰能力。
在实际应用中,浪涌抑制电路被广泛应用于各种电子设备中,如计算机、通信设备、工业控制系统等。
这些设备在工作中常常会受到各种干扰和过电压,因此合理使用浪涌抑制电路能够有效地保护设备,延长设备的使用寿命。
此外,随着电子设备的发展和智能化需求的增加,对浪涌抑制电路的要求也越来越高,需要不断改进和创新。
总的来说,浪涌抑制电路作为电子设备保护的重要技术,具有不可替代的作用。
通过了解浪涌抑制电路的原理、设计和应用,我们能够更好地保护电子设备,提高设备的稳定性和可靠性。
未来,随着电子设备的普及和使用范围的扩大,浪涌抑制电路的研究和应用将变得更加重要,需要不断的研究和改进,以满足不断变化的电路保护需求。
开机浪涌电流抑制电路设计

开机浪涌电流抑制电路设计开机浪涌电流抑制电路设计:
开机浪涌电流抑制电路是一种用于限制设备在开机时突然增加的电流波动的电路。
这种电流波动可能对电子设备的稳定性和寿命造成损害。
以下是一个简单的开机浪涌电流抑制电路设计。
1. 电阻限流器:使用一个电阻限流器可以有效地限制开机时的电流冲击。
该电阻应根据设备的功率需求和电路参数进行选择。
电阻限流器应该能够承受设备开机时的最大电流,并且具有足够的功率耐受能力。
2. 陶瓷电容器:在电源输入端并联一个陶瓷电容器,以滤除电源中的高频噪声和涟漪。
这可以减少开机时的电压下降和电流波动。
3. 双向TVS二极管:在电源输入端并联一个双向TVS(穿梭二极管)以提供过电压保护。
这可以防止过高的电压对设备产生损坏,并限制开机时的电流冲击。
4. 电源软启动:使用电源软启动电路,可以逐渐提供电源电压,而不是突然施加全电源电压。
这有助于减少开机时的电流瞬变。
5. 过电流保护:在电路中添加过电流保护装置,如保险丝或自动保护开关,可以在电流超过设定阈值时切断电源。
这将帮助保护设备免受过流和短路等故障的影响。
除上述设计之外,根据具体需求,还可以采用其他一些技术方案,如电源滤波电容、变压器辅助启动等,以提高电路的抗干扰能力和稳定性。
注意,在设计任何电路时,需要仔细计算和评估所选元件的性能和特性,以确保电路的有效性和安全性。
还需要遵循相应的安全标准和规范。
mos管浪涌电流抑制电路

mos管浪涌电流抑制电路
浪涌电流抑制电路是一种用来保护电气设备免受浪涌电流的损害的电路。
浪涌电流是指在电源或电路突然发生变化时,电流瞬间增加的现象,可能导致电器设备的故障。
为了抑制浪涌电流,可以采用以下几种常见的电路设计:1. 电感电阻电路:将电感线圈与电阻器串联,通过电感的电流变化来衰减浪涌电流。
电感的电流变化是缓慢的,能够有效抑制浪涌电流的瞬时增长。
2. 二极管电路:利用二极管的非线性特性,使其在浪涌电流出现时阻断,从而减少浪涌电流对电路的影响。
此电路常用于电源输入端,用来保护电源供电部分的电子元件。
3. 金属氧化物压敏电阻(MOV)电路:将MOV连接在电路中,当电压超过MOV的阈值时,MOV变为一个高阻抗,从而限制电压的上升,抑制浪涌电流。
4. 波形整形电路:通过改变电路的输入波形,使其与设备的工作要求相匹配。
这样可以降低浪涌电流的幅值和频率,保护设备免受浪涌电流的影响。
需要注意的是,不同的设备和电路对于浪涌电流的抑制要求不同,因此在设计浪涌电流抑制电路时,需要根据具体的应用场景和需求进行选择。
同时,还需要遵循相关的安全标准和规定,确保电路的稳定性和可靠性。
浪涌保护(1)

PEPPERL + FUCHS 为了您的工厂更安全灾害性的雷雨气候在气候性自然灾害中,雷电灾害的发生比洪水、地震、龙卷风更为频繁。
亚太地区是全世界雷雨气候发生比较频繁的地区。
在亚太地区,每年带有雷电灾害性的雷雨气候的平均发生次数为:中国印尼、马来西亚新加坡泰国菲律宾印度190-260 180-260 160-220 90-200 90-140 50-150中国地域辽阔,雷电灾害性的雷雨气候主要分布在华南地区和长江流域。
过去,人们通常只关注陆地上的雷电灾害。
但随着海洋石油工业的发展,渤海、东海、南海、北部湾、台湾海峡发生的雷雨气候也开始对人类活动造成直接危害。
外部雷电防护和内部雷电防护为保护建筑物在遭雷电直接打击时避免损坏,人们利用避雷针、避雷网、空气端子等外部防雷设备将雷击电流按照预先设计的通路引至大地。
但是,即便有了完善的外部防雷措施,经常只有约 50%的雷电能量直接进入大地。
其余约 50%的雷电能量将以各种方式传入建筑物中的导体,如电缆和金属管道。
为实施内部雷电防护,一方面建筑物内的所有金属管道必须实现等电位接地,另一方面必须采用避雷栅和浪涌保护器保护建筑物内电缆所连接的电气和电子设备。
Pepperl+Fuchs 公司致力于为工厂提供先进的避雷栅和浪涌保护器,保护工厂内的电气和电子设备,尤其是过程控制系统。
雷电通过电缆对室内电气和电子设备的危害雷电是如何通过电缆危害到建筑物内的电气和电子设备的呢?1)电阻耦合效应如右图所示,雷击导致附近的地电势急剧升高。
靠近雷击点的建筑物和远离雷击点的建筑物之间产生地电势差。
如果两座建筑物内的电气和电子设备之间有连接电缆,通常电缆的电阻又小于土壤的电阻,于是雷击能量就总是试图以浪涌电流的形式通过两个建筑物之间的电缆从高地电势区流向低地电势区。
从而损坏建筑物内的电气和电子设备。
2) 电感/电容耦合效应如右图所示,雷击将使建筑 物外部防雷设备的导体中产生瞬 间巨大的电流和电势。
常用的防浪涌电路有三种方案

常用的防浪涌电路有三种方案常用的防浪涌电路有三种方案:一、利用传统的防雷元器件组合成防浪涌电路,例如TVS管(瞬态抑制二极管),气体放电管,PTC(热敏电阻)等。
这些防雷元器件的价格都很低。
二、光耦合电路。
(光隔离器件,价格较低,TPL521-4价格为2元左右。
)三、磁耦合电路。
磁隔离是ADI公司iCoupler专利技术,是基于芯片级变压器的隔离技术。
利用该公司生产的相关芯片可以大大简化电路,减少PCB的面积。
(adm2483的价格在10元左右,adm3251e的价格在10元~20元之间。
)浪涌的来源:浪涌通常由自然界的雷电、电源系统(特别是带很重的感性负载)开关切换时引起的,浪涌的产生将带来能量巨大的瞬变过压或过流,例如感应雷在RS-485传输线上引起的瞬变干扰,其能量可在瞬间烧毁连结传输线上的全部器件。
通常所说的防浪涌,有两个耐压指标,一个是共模,一个是差模。
自然界雷电或大电流切换时产生的浪涌一般认为是共模的,而差模形式的浪涌往往是由于数据电缆附近有高压线经过,数据电缆与高压线之间因绝缘不良而产生的,虽然后者比前者产生的电压和电流要小得多,但它不像前者那样只维持很短的几毫秒,而会在数据通信网络中较长时间内稳定地存在。
光耦或磁耦器件标称的耐压是共模,也就是前端到后端之间的耐压。
如果超过这个耐压,前端后端都一起烧坏;器件不会标称差模的耐压,这个由电路的设计来决定,如果超过这个耐压,前端烧坏,后端不会烧坏。
防浪涌电路通常分为隔离法和规避法:一、隔离法光耦合(需要隔离电源)光耦合器(optical coupler,OC)亦称光电隔离器,简称光耦。
光耦合器以光为媒介传输电信号。
它对输入、输出电信号有良好的隔离作用,所以,它在各种电路中得到广泛的应用。
目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。
光耦合器一般由三部分组成:光的发射、光的接收及信号放大。
输入的电信号驱动发光二极管(LED),使之发出一定波。
RS_485总线防浪涌技术

・现场总线・低压电器(2009№13)通用低压电器篇周龙明(1979—),男,工程师,研究方向为低压电器配电保护与控制技术。
RS 2485总线防浪涌技术周龙明, 孙义成, 殷建强(常熟开关制造有限公司,江苏常熟 215500)摘 要:介绍了RS 2485通信网络和浪涌产生的形式、原因,针对不同形式的系统浪涌对RS 2485总线通信网络正常工作的影响,提出了隔离、规避以及两者相结合的防护措施,并结合整个通信系统给出了正确选择保护方式的方法,为防浪涌技术的发展,提供了借鉴。
关键词:总线;隔离;规避;防浪涌技术中图分类号:TP 336 文献标识码:A 文章编号:100125531(2009)1320031203RS 2485Bus An ti 2Surge TechnologyZHOU L ongm ing, SUN Yicheng, YI N J ianqiang(Changshu S witchgearMfg .Co .,L td .,Changshu 215500,China ) Abstract:The causes and for m s of surge,the RS 2485communicati on net w ork were int orduced .A i m ing at dif 2ferent f or m s of syste m surge that affect the RS 2485bus communicati on net w ork nor mal operati on,the p r otective measures of is olati on,avoidance and combinati on of both were p resented .The way how t o correctly choose p r otec 2ti on method was given by combining the entire communicati ons syste m.It p r ovides reference f or the anti 2surge tech 2nol ogy .Key words:bus ;isol a ti on;avo i dance;an ti 2surge technology孙义成(1975—),男,工程师,研究方向为低压电器配电保护与控制技术。
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信号口浪涌防护电路设计通讯设备的外连线和接口线都有可能遭受雷击(直接雷击或感应雷击),比如交流供电线、用户线、ISDN接口线、中继线、天馈线等,所以这些外连线和接口线均应采取雷击保护措施。
设计信号口防雷电路应注意以下几点:1、防雷电路的输出残压值必须比被防护电路自身能够耐受的过电压峰值低,并有一定裕量。
2、防雷电路应有足够的冲击通流能力和响应速度。
3、信号防雷电路应满足相应接口信号传输速率及带宽的需求,且接口与被保护设备兼容。
4、信号防雷电路要考虑阻抗匹配的问题。
5、信号防雷电路的插损应满足通信系统的要求。
6、对于信号回路的峰值电压防护电路不应动作,通常在信号回路中,防护电路的动作电压是信号回路的峰值电压的1.3~1.6倍。
1.1网口防雷电路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。
下面的室外走线网口防雷电路和室内走线网口防雷电路就分别采用的是这两种思路。
1.1.1室外走线网口防雷电路设计。
1当有可能室外走线时,端口的防护等级要求较高,防护电路可以按图R1TX组合式G1PE,低节电容TVS R2R3组合式RXG2PE,低节电容TVS R4a变/22.23R097CXTXUNUSESLVU2.8-UNUSE10/10TXTXENTERNERX PH RXUNUSETXUNUSERX RJ47777RXVCVCCGND b 1 室外走线网口防护电路图从图中可以看出该电路的结构与室给出的是室外走线网口防护电路的基本原理图,图1aTVS口防雷电路类似。
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外走线E1它可以同时是三极气体放电管,,型号是3R097CXAG1管组成的二级防护电路实现。
图中和G2使电阻,/2W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防雷性能电阻值在保证信号传输的前提下尽可能往大选取,前后级防护电路能够相互配合,因为网口传输速率高,在网口防雷TVS后级防护用的管,Ω。
会更好,但电阻值不能小于2.21b图。
SLVU2.8-4这里推荐的器件型号为管需要具有更低的结电容,TVS电路中应用的组合式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,使防雷电路发挥保护作用。
电路设计需要注意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。
该防雷电路的插入损耗小于0.3dB,对100M以太网口的传输信号质量影响比较小。
1.1.2室内走线网口防雷电路当只在室内走线时,防护要求较低,因此防雷电路可以简化设计,如图2所示,图2a是室内走线网口防护电路的基本原理图,图2b是防护器件选用SLVU2.8-4时网口部分的详细原理图。
组合式TVS,低节电容a11:变比TX+UNUSEDSLVU2.8-4UNUSED1810/100TX+27TX-ENTERNET36RX+PHY45RX-UNUSEDTX-UNUSEDRX+RJ4575757575RXV CVCGND b室内走线网口防护电路图2如果能够对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,RJ45,通常可以选用SLVU2.8-4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,)的防护能力,但是当产品目标包括北美市场时,差模防(1.2/50us它可以达到差模0.5kV 认证的需求。
LC03-3.3,它可以满足NEBS护器件推荐选用的电路采用气体放电管12这两种电路做一下比较。
图1我们从共模防护的角度对图和图通过击穿气体放电管转化成过电流并泄放,当端口处有共模过电压产生时,实现共模的防护,中的网口防护电路只设计了差模的防护电路,没有设计共模的从而达到保护的目的。
而图2它利用网口变压防护电路,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,这个过电压会加到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,只要过电压不超过变压器初级与次级的耐压能力由于变压器有一定的隔离特性,器的初级,达到端口保护的从而对次级侧基本不造成影响,而被击穿,过电压会完全被隔离在初级侧,目的。
走线以及变压器PCB图从上述原理可以看出,2这种电路的共模防护主要靠变压器前级的的设计。
PCB的绝缘耐压实现,因此要严格注意器件的选型和其中变压器接外在以太网口电路设计时应树立高压线路和低压线路分开的意识。
首先,线侧的以太网差分信号线、Bob-Smitch电路是直接连接到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。
根据网口连接器不同,网口电路分为带灯和不带灯两种,其中尤以带灯连接器的网口防雷问题更为突出,因此下面以网口带灯电路为例具体说明如何区分高压线路与低压线路。
网口带灯的典型电路如下图所示:图3 网口部分电路组成当网线上遭受感应雷击时,会在8根网线上同时产生过电压。
从安全的角度分析,应把网口部分分为高压区和低压区,如上图所示,虚线框内即为高压区。
因此网线感应雷电时主要在高压区有比较高的过电压。
但是,在高压区仅有8根网线和相连的网络为高压线,而指示灯驱动线、3.3V 供电电源、连接器外壳地PGND为低压线,网口电路Bob-Smith电路中匹配电阻属于高压,指示灯限流电阻属于低压范围,变压器线缆侧中间抽头电容一端为高压端,接PGND的一端为低压端。
其次,网口防雷电路在器件选型和PCB设计过程中要注意以下几点:1、为了保证共模隔离耐压的承受能力,变压器需要满足初级和次级之间的交流绝缘耐压不小于AC1500V的指标。
2、优先选择不带灯的RJ45,要引灯的话,建议采用导光柱技术在芯片侧将指示灯的光线引到面板上,避免指示灯控制信号穿越高压信号线和电路所在的区域。
Bob-Smitch3、指示灯控制电路的限流电阻应放在控制芯片侧,位置靠近控制芯片,防止过电压直接对控制芯片造成冲击。
4、以太网信号线按照差分线走线规则,保证阻抗匹配,并且一对差分线的长度尽量一样长。
5、如果变压器前级(靠RJ45接头侧)有中间抽头并且采用Bob-Smith电路,即75Ω电阻加一个1000pF的接PGND的电容。
建议电容选取耐压大于DC2000V,电阻功率建议选择1/10W的单个电阻,不宜采用排阻。
6、一个以太网接口采用一个Bob-Smith电路,避免将多个以太网接口的Bob-Smith电路复接在一起。
7、对于PCB层数大于6层的单板,由于相邻层的绝缘材料小于12mil,因此高压线和低压线不应布在相邻层,更不应交叉或近距离并行走线。
8、由于通过变压器的隔离特性完成共模防护,所以高压信号线(差分线和Bob-Smith电路走线)和其它信号线(指示灯控制线)、电源线、地线之间应该保证足够的绝缘,不存在意外的放电途径。
最后,要达到高压区与低压区之间有效的隔离,就要重视二者之间的PCB走线设计。
在高压区,带高压的可能有:连接器管脚、布线、过孔、电阻焊盘、电容焊盘。
带低压的可能有:布线、过孔、电阻焊盘、螺钉。
对于相同的绝缘距离,耐压能力依次为接地螺钉 < 电容、电阻焊盘 < 走线过孔 < 表层走线 < 内层走线,因此当共模防护指标一定时,高压部分与低压部分的绝缘距离应该为接地螺钉 > 电容、电阻焊盘 > 走线过孔 > 表层走线 > 内层走线。
这是因为螺钉整个为金属体,暴露面积比较大,容易成为放电通路。
电容和电阻焊接两端表面为金属,同时由于形状为长方体,有棱角,很容易形成尖端放电。
过孔在网口部分有很多,表面是亮锡的,也容易产生击穿放电,但与电阻和电容焊接两端相比较,金属面积相对就小一些。
PCB板的表层走线涂有绝缘绿油,内层的走线有介质包围,相对上面几种,耐压能力就应该高一点。
在设计中,根据具体产品要求的抗浪涌等级,利用表7-1中的数据,就可以推算出PCB设计需要控制的各种绝缘距离。
表7-1给出了在浪涌防护等级是4kV的时候,PCB设计要达到的安全绝缘距离。
表1 PCB设计安全绝缘距离数据(按照4KV耐冲击进行计算)综上所述,采用图2的防护电路,通过良好的器件选型和PCB设计,可以实现共模2kV(1.2/50us,最高可达4kV),差模0.5kV(1.2/50us)的防护能力。
它可以应用于绝大多数室内走线的情况,特别是对于接入和终端设备,在实际使用中以太网线不采用屏蔽电缆,而且安装使用长度大于50米,在网口的防护电路设计过程中宜对以上问题加以重视。
对于网口的防护,除了采用以上的图1和图2中的两种电路外,还有利用RJ45接头管脚前端放电设计、利用变压器中心抽头空气放电设计和利用变压器中心抽头采用放电管放电设计等防护方式,特点均是利用绝缘放电实现防护、成本低、PCB占用空间小。
SFU&HGU网口共模保护变压器隔离高压电容 SMITH电路走线20mil宽MDU网口共模保护线路侧中心抽头对保护地加压敏电阻或放电管线路侧网线加三端子放电管网口差模保护MDU:线路侧GDT+电路侧TVSSFU&HGU:电路侧TVS中国电信要求:MDU设备电源口应具备4KV(差模和共模)防护能力;用户端口应提供1.5KV(差模和共模)防护能力。
SFU/HGU设备的电源端口应具备4KV(差模和共模)防护能力;用户接口应具备0.5KV(差模和共模)防护能力。
芯片PHY不同的不外加保护就依赖于网络接口器件本身的固有防护能力对差模浪涌,或SWITCH芯片本身固有的防护能力不同,不能一概而论,有些需要加,有些不需要,需要验证的。
从测试实践中得知:RTL8204B,不加差模保护的TVS,可以通过1000V、 42欧姆、1.2/50波形浪涌测试RTL8114,则必须加BV03CW,才可以通过1000V、 42欧姆、 1.2/50波形浪涌测试B50612不加TVS只能过500V,要过1000V需要加TVS:BV03CWSD5115H, 不加TVS只靠自己的内在保护不能达到500V差模防护,必须加BV03C才能过500V,要过1000V,必须加BV03CLBCM68380/BCM68380F/BCM68385,需要加BV03CW才能通过差模500V测试。