[发明专利]一种网口差模浪涌保护电路及实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路保护技术领域，尤其涉及一种网口差模浪涌保护电路及实现方法。

背景技术

以太网是目前使用最广泛的局域网技术。由于其简单、成本低、可扩展性强、与IP网能够很好地结合等特点，以太网技术的应用正从企业内部网络向公用电信网领域迈进。随着应用范围的不断扩大，以太网口在恶劣环境使用时，会存在引入过电压的情况，网口接口电路提供过压保护能力，可以大大提高接口的可靠性。

以太网中干扰类型按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态(同方向)电压迭加所形成；共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。共模干扰是在信号线与地之间传输，属于非对称性干扰。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。差模干扰在两根信号线之间传输，属于对称性干扰。

常见的差模防护在网口变压器与PHY芯片之间使用3304N等TVS(Transient Voltage Suppressor，瞬态电压抑制器)，如图1所示，TRD+1、TRD-1和TRD+2、TRD-2分别通过2个TVS(TVS11、TVS12)或(TVS21、TVS22)连接，将差模过压嵌位，起到保护电路的作用。TVS是一种二极管形式的高效能保护器件，当两极受到反向瞬态高能量冲击时，能以10-12秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。

然而，使用TVS防护器件虽然可以使防护等级能够满足要求，但器件成本太高，对于多端口设备成本难以接受。

发明内容

本发明提供了一种网口差模浪涌保护电路及实现方法，以便在提供差模过压保护同时，降低线路保护的成本。

本发明提供了一种网口差模浪涌保护电路，应用于包括PHY芯片、变压器和以太网接口的电路中，所述PHY芯片的差分线通过变压器转换后，与以太网接口连接；所述每对差分线间连接一个二极管电桥，所述二极管电桥包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管；

所述差分线对中第一差分线连接第一二极管阳极，所述第一二极管阴极连接电源和所述第二二极管阴极，所述第二二极管阳极连接所述差分线对中第二差分线；所述差分线对中第二差分线连接所述第三二极管阴极，所述第三二极管阳极连接地和所述第四二极管阳极，所述第四二极管阴极连接所述差分线对中第一差分线。

所述PHY芯片包括至少两对差分线。

所述差分线上在所述二极管电桥与所述变压器之间还分别串联电阻所述电阻起到限流作用。

所述二极管电桥中与电源和地连接的两端之间并联TVS，所述TVS阳极与地连接，所述TVS阴极与电源连接。

所述以太网接口为百兆以太网接口或千兆以太网接口；

当所述以太网接口为百兆以太网接口，包括两对差分线时，采用包括8个二极管的二极管阵列器件，其中4个二极管组成一个二极管电桥，连接于第一差分线对之间；另4个二极管构成一个二极管电桥，连接于第二差分线对之间；

当所述以太网接口为千兆以太网接口，包括四对差分线时，采用两个包括8个二极管的二极管阵列器件，一个二极管阵列器件其中4个二极管组成一个二极管电桥，连接于第一差分线对之间；另4个二极管构成一个二极管电桥，连接于第二差分线对之间；另一个二极管阵列器件其中4个二极管组成一个二极管电桥，连接于第三差分线对之间；另4个二极管构成一个二极管电桥，连接于第四差分线对之间。

本发明还提供了一种网口差模浪涌保护电路的实现方法，应用于包括PHY芯片、变压器和以太网接口的电路中，所述PHY芯片的差分线通过变压器转换后，与以太网接口连接；所述每对差分线间连接一个二极管电桥，所述二极管电桥包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管；所述方法包括以下步骤：

将所述差分线对中第一差分线连接到第一二极管阳极，将所述第一二极管阴极连接到电源和所述第二二极管阴极，将所述第二二极管阳极连接所述差分线对中第二差分线；

将所述差分线对中第二差分线连接到所述第三二极管阴极，将所述第三二极管阳极连接到地和所述第四二极管阳极，将所述第四二极管阴极连接所述差分线对中第一差分线。