專利名稱：一種rj45網(wǎng)絡(luò)接口的電涌保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種RJ45網(wǎng)絡(luò)接口的電涌保護(hù)器，屬于雷電科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
RJ45標(biāo)準(zhǔn)接口廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)接口，目前網(wǎng)絡(luò)信號速率常用的有100Mbit/S網(wǎng)絡(luò) 和1000Mbit/s網(wǎng)絡(luò)。100Base-TX介質(zhì)規(guī)范基于ANSI IP-PMD物理介質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。100Base-TX介 質(zhì)接口在兩對雙絞線電纜上運行，其中一對用于發(fā)送信號，另一對用于接收數(shù)據(jù)。1000M以 太網(wǎng)是建立在以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)之上的技術(shù)，1000Mbit/s以太網(wǎng)采用6類布線，IOOOBase-T 的傳輸碼速也是125Mbit/s，但它要使用CAT-6 (5)中全部四對線，并在每一對線上同時實 現(xiàn)收發(fā)操作，編碼方式改為5電率編碼PAM595，才能在每個信號脈沖內(nèi)并行傳送一個字節(jié) 的數(shù)據(jù)，即125Mbit/sX8=lGb/s。100M網(wǎng)絡(luò)和1000M網(wǎng)絡(luò)都可以用4對雙絞線傳輸信號， 100M網(wǎng)絡(luò)是用4對雙絞線中的兩對線。1000M網(wǎng)絡(luò)傳輸信號用4對雙絞線中4對線。網(wǎng)絡(luò)線纜的布線系統(tǒng)，有的在建筑物的內(nèi)部，也有的在建筑物的外部。由于雷電的 靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，金屬線纜上將會感應(yīng)出雷電過電壓，雷電過電壓將沿著金屬線纜傳 輸，引入到網(wǎng)絡(luò)的接口設(shè)備，即交換機(jī)及計算機(jī)的終端網(wǎng)卡。端口設(shè)備在雷電過電壓的作用 下，發(fā)生擊穿、損壞的現(xiàn)象，造成網(wǎng)絡(luò)的中斷，帶來直接或間接的經(jīng)濟(jì)損失。
實用新型內(nèi)容為了解決上述問題，本實用新型提供了一種RJ45網(wǎng)絡(luò)接口的電涌保護(hù)器，接入后 在不影響網(wǎng)絡(luò)信號正常傳輸?shù)那闆r下，能夠有效抑制雷電過電壓，將雷電波的能量一方面 釋放到大地，另一方面將網(wǎng)絡(luò)線間的電壓箝位在一定的電壓水平，保證設(shè)備的端口在雷電 過電壓作用下不會造成損壞，使設(shè)備正常運行。本實用新型為解決其技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案一種RJ45網(wǎng)絡(luò)接口的電涌保護(hù)器，由匹配及退耦電路、保護(hù)電路I、脈沖耦合變 壓器及退耦電路、保護(hù)電路II順序連接而成。所述的匹配及退耦電路由電阻R11、電阻R12、電容Cll組成，電阻Rll和電阻R12 組成串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路的串接點與電容Cll連接后接地。本實用新型的有益效果如下1、電路的設(shè)計既能對雷電的共模過電壓又能對雷電的差模過電壓進(jìn)行有效的抑 制。2、網(wǎng)絡(luò)接口電涌保護(hù)器的通流容量大，標(biāo)稱電流為5kA，最大電流可達(dá)10kA。3、該電涌保護(hù)器對信號的傳輸影響小、信號的插入損耗小于0. 2dB。4、電涌保護(hù)器的電壓保護(hù)水平低，線地間殘壓為120V以下，線-線間的殘壓為10V
左右ο5、在電涌保護(hù)器的電路設(shè)計中，第一級與第二級保護(hù)電路采用脈沖變壓器隔離。6、電路結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，保護(hù)效果好。7、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)信號的不同，100M網(wǎng)絡(luò)采用2路，1000M網(wǎng)絡(luò)采用4路。8、電路中有退耦電容，能夠降低雷電過壓及其幅值，減小雷電波的陡度。[0020]
圖1 RJ45網(wǎng)絡(luò)接口的電涌保護(hù)器的結(jié)構(gòu)框圖。圖2電涌保護(hù)器的電路原理圖。圖3匹配及退耦電路的電路原理圖。圖4保護(hù)電路I的電路原理圖。圖5脈沖耦合變壓器及退耦電路的電路原理圖。圖6保護(hù)電路II的電路原理圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造做進(jìn)一步詳細(xì)說明。RJ45網(wǎng)絡(luò)接口的電涌保護(hù)器的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示電涌保護(hù)器的基本組成由匹配及退耦電路、保護(hù)電路I、脈沖耦合變壓器及退耦 電路、保護(hù)電路II組成。下面對各部分的基本功能及作用進(jìn)行分析A、匹配及退耦電路的作用交換機(jī)設(shè)備與匹配電路之間采用4對雙絞線傳輸媒 介，一般情況下4對雙絞線的特性阻抗為100歐姆，為了實現(xiàn)線-線間信號傳輸時與電涌保 護(hù)實現(xiàn)阻抗匹配，設(shè)計了阻抗匹配電路保證網(wǎng)絡(luò)信號的正常傳輸。根據(jù)電路耦合的原理，退 耦電路可以降低信號線路上的感應(yīng)電壓值。B、保護(hù)電路I的作用當(dāng)線路上有雷電過電壓時與大地構(gòu)成能量釋放回路，將雷 電波能量釋放到大地。C、脈沖耦合變壓器及退耦電路的作用當(dāng)沒有雷電過電壓時，網(wǎng)絡(luò)信號通過脈沖 耦合變壓器輸出到下一級保護(hù)電路II，當(dāng)有雷電過壓時，脈沖耦合變壓器對雷電過壓具有 一定的隔離作用。退耦電路的作用是可以降低線路中的感應(yīng)電壓值。D、保護(hù)電路II的作用實現(xiàn)對雷電過電壓的第二級保護(hù)，將雷電的過電壓限制在 設(shè)備能夠承受的范圍之內(nèi)。RJ45網(wǎng)絡(luò)接口的電涌保護(hù)器的工作過程交換機(jī)設(shè)備傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)信號經(jīng)雙絞 線向設(shè)備的終端傳輸，當(dāng)雙絞線中有雷電過電壓傳輸時，經(jīng)匹配電路及退耦電容的作用后 雷電波的陡度將減小，此時保護(hù)電路I將雷電波的能量對地釋放，對地電平箝位在100V左 右，輸出的雷電過壓的殘壓加到脈沖耦合變壓器，當(dāng)雷電過電壓的幅值較高時，脈沖耦合變 壓器將出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象，對雷電過電壓有一定的抑制作用，脈沖耦合變壓器輸出的雷電過 電壓送到保護(hù)電路II，保護(hù)電路II主要是線間箝位，將線-線間的電壓限制在12V左右，有 效地保護(hù)終端設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)信號的正常傳輸過程中(即信號線路中沒有雷電過電壓)，整個 電路對信號的傳輸沒有任何影響。電涌保護(hù)器中雷電波的方向與網(wǎng)絡(luò)信號的傳輸方向沒有 關(guān)系。RJ45網(wǎng)絡(luò)接口的電涌保護(hù)器的電路原理圖如圖2所示，電路主要由電阻R11、R21、 R31、R41、R12、R22、R32、R42，電容 Cll、C21、C31、C41、三極氣體放電管 Gil、G21、G31、G41， 脈沖耦合變壓器 T11、T21、T31、T41，電容 C12、C22、C32、C42，電阻 R13、R23、R33、R43，瞬態(tài) 電壓抑制器U11、U21等器件組成，由于4路為對稱電路，所以僅對其中的一路進(jìn)行分析，電 路的工作過程如下當(dāng)無雷電過電壓時，網(wǎng)絡(luò)信號從輸入端經(jīng)電阻R11、電阻R12構(gòu)成的匹 配電路輸出到脈沖耦合變壓器Τ11，從脈沖耦合變壓器的次級輸出信號。當(dāng)然信號也可以從 輸出端經(jīng)脈沖耦合變壓器Τ11，匹配電阻R11、R12到輸入端。當(dāng)線路中有雷電過電壓時，雷電過電壓從輸入端經(jīng)電阻R11、電阻R12、電容Cll構(gòu)成的匹配及退耦電路，后面的三極氣體 放電管Gl 1在雷電過電壓作用下動作，主要是對地釋放雷電波能量，脈沖耦合變壓器Tl 1對 雷電波有一定的隔離作用，瞬態(tài)電壓抑制器Ull進(jìn)一步地對雷電過電壓進(jìn)行線間箝位，將 雷電壓的幅值限制在一定的電壓水平。RJ45網(wǎng)絡(luò)接口電涌保護(hù)器各部分的組成及作用如下所述A.匹配及退耦電路如圖3所示該電路主要由電阻R11、電阻R12、電容Cll構(gòu)成，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)信號傳輸時，對信號的傳 輸沒有任何影響。當(dāng)線路中有感應(yīng)雷電過電壓時，電容Cll可以降低雷電電壓的幅值。當(dāng) 線路中有雷電波傳輸時，可以降低雷電波的陡度。B.保護(hù)電路I如圖4所示電路主要由三極氣體放電管Gll構(gòu)成，它的主要作用是對地釋放雷電波的能量， 它的特點是線間分布電容小，對信號的傳輸影響小，通流容量大。C.脈沖耦合變壓器及退耦電路如圖5所示電路主要由脈沖耦合變壓器Tll以及電阻R13、電容C12組成，工作原理是當(dāng)無 雷電過壓時，信號傳輸是雙向的。當(dāng)有雷電過電壓時，脈沖耦合變壓器Tll會出現(xiàn)磁飽和現(xiàn) 象，對雷電過電壓有一定的隔離作用，電容C12能夠起到降低雷電過電壓的作用。D.保護(hù)電路II電路如圖6所示，電路主要由瞬態(tài)電壓抑制器Ull (SLVU2.8-4)以 及瞬態(tài)電壓抑制器U21(SLVU2.8-4)構(gòu)成，它的主要作用是當(dāng)線路中有雷電過電壓時啟動， 起到線-線間箝位的作用。只有當(dāng)線間存在差模過電壓時才起作用。保護(hù)電路中瞬態(tài)電壓 抑制器Ull (SLVU2. 8-4)的1、2作為一組保護(hù)電路，3、4作為另外一組保護(hù)電路，將1腳與 8腳短接，2腳與7腳短接主要是考慮到雷電感應(yīng)過電壓的極性，當(dāng)送到1腳的雷電感應(yīng)過 電壓為正極性時，1和2腳的電路將起到保護(hù)作用，當(dāng)送到1腳的雷電過電壓為負(fù)極性時，8 和7腳的內(nèi)部電路將起到保護(hù)作用。瞬態(tài)電壓抑制器Ull芯片和瞬態(tài)電壓抑制器U21芯片 中其它引腳的短接作用同上所述，均考慮到雷電過電壓的極性。
權(quán)利要求1.一種RJ45網(wǎng)絡(luò)接口的電涌保護(hù)器，其特征在于由匹配及退耦電路、保護(hù)電路I、脈 沖耦合變壓器及退耦電路、保護(hù)電路II順序連接而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種RJ45網(wǎng)絡(luò)接口的電涌保護(hù)器，其特征在于所述的匹配及 退耦電路由電阻Rl 1、電阻Rl2、電容Cl 1組成，電阻Rl 1和電阻Rl2組成串聯(lián)電路，該串聯(lián) 電路的串接點與電容Cll連接后接地。
專利摘要本實用新型涉及一種RJ45網(wǎng)絡(luò)接口的電涌保護(hù)器，屬于雷電科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域。該電涌保護(hù)器由匹配及退耦電路、保護(hù)電路Ⅰ、脈沖耦合變壓器及退耦電路、保護(hù)電路Ⅱ順序連接而成。該電涌保護(hù)器結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，保護(hù)效果好。
文檔編號H02H9/04GK201918725SQ20112004782
公開日2011年8月3日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者張其林, 李祥超, 王金虎, 行鴻彥 申請人:南京信息工程大學(xué)