一种以太网供电浪涌防护电路及供电设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种以太网供电浪涌防护电路及供电设备，该浪涌防护电路包括电源输入端、PSE控制器、和网络变压器，所述以太网供电浪涌防护电路还包括防护器件PD1、二极管D1和D2，其中防护器件PD1的一端连接电源输入端，另一端连接地，二极管D1的负极接电源输入端，D1的正极接D2的负极，D2的正极接地，而网络变压器的中心抽头分别连接D1的负极和D2的负极。本实用新型专利技术在保证PSE端口具有较高防浪涌等级的前提下，不需大量使用专用防护器件，只要小封装常规二极管组合，而且钳位电压能够得到有效控制，同时降低了防护方案的成本，促使单板或产品小型化。

Ethernet power supply surge protection circuit and power supply equipment

The utility model discloses an Ethernet power supply surge protection circuit and power supply device, the surge protection circuit comprises a power input, a PSE controller, and the network transformer, the Ethernet power supply surge protection circuit further comprises a protection device of PD1, D1 and D2 one diode, PD1 protection devices connected to the power input terminal, the other end is connected and the negative pole of the diode D1 is connected to the power input terminal, the negative electrode of D1 D2, D2 electrode, and the cathode and D2 network transformer are respectively connected to the center tap of the anode D1. The utility model can guarantee PSE port with the premise of high surge level, without extensive use of special protective devices, as long as the small package of conventional diode combination, and clamp voltage can be effectively controlled, while reducing the cost of the protection scheme, single board or product miniaturization.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于以太网供电
，尤其涉及一种以太网供电中的浪涌防护电路及供电设备。
技术介绍
以太网供电PoE(PowerOverEthernet)技术在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，为一些基于IP的终端传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电。在PoE系统中，提供电力的叫做PSE(PowerSourcingEquipment)设备。随着国民经济的发展，PoE技术的发展势头十分强劲，这一技术的发展可简化用电设备的安装和部署，因而省去了需要设置独立输电的专用线。现如今PoE技术广泛用于安防、通信以及智能电网等工业系统，用以实现系统内的数据、视频传输、流量控制、以及通过总线实现供电。但是由于工业以太网工作环境的严苛，对于PoE系统的浪涌防护必不可少。现有的最接近的PSE端口防护电路设计思路是基于网络变压器形式，如图1所示，无论是在网络变压器T1的两个中心抽头之间，还是中心抽头与地之间均使用专用防护器件，即电压钳位型器件，例如瞬态抑制二极管、压敏电阻等。该方案是通过专用防护器件来实现对后级电路的保护的，重点依赖防护器件。工作过程如下：对于共模浪涌，PSE供电电源正极上的浪涌通过防护器件PD2、PD3来泄放，PSE供电电源负极上的浪涌通过防护器件PD3来泄放；对于差模浪涌，通过防护器件PD2来钳位，从而保护后级芯片不被损坏。上述的这类防护电路设计若要达到很高的防浪涌等级，使用的防护器件封装会非常大，单板占用面积也较大，同时价格会非常高，尤其是在产品应用为多PSE端口设计时，劣势将进一步放大，不利于单板小型化及成本的控制。并且由于业界电压钳位型专用防护器件的钳位电压均较高，而钳位电压却是其保护性能的最好体现，因此在高等级浪涌下防护失效的概率将会大大增加，也就达不到保护电路的目的。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种以太网供电浪涌防护电路及供电设备，用于在很高的防浪涌等级要求下，解决现有技术中使用的防护器件封装大，单板占用面积较大，价格非常高的问题。为了实现上述目的，本技术技术方案如下：一种以太网供电浪涌防护电路，包括电源输入端、PSE控制器、和网络变压器，所述以太网供电浪涌防护电路还包括防护器件PD1、第一二极管D1和第二二极管D2，其中防护器件PD1的一端连接电源输入端，另一端连接地，第一二极管D1的负极接电源输入端，第一二极管D1的正极接第二二极管D2的负极，第二二极管D2的正极接地，而网络变压器的中心抽头分别连接第一二极管D1的负极和第二二极管D2的负极。所述防护器件PD1的钳位电压小于第一二极管D1和第二二极管D2的击穿电压。进一步地，所述防护器件PD1的钳位电压、所述第一二极管D1和第二二极管D2的击穿电压，均满足预设的防护等级的要求。进一步地，所述第一二极管D1的电流流通量满足预设的防护等级的要求。进一步地，所述防护器件PD1的浪涌响应时间小于10-11秒。进一步地，所述防护器件PD1为瞬态抑制二极管。本技术还提出了一种以太网供电系统中的供电设备，该以太网供电系统中的供电设备设置有上述浪涌防护电路。本技术提出了一种以太网供电浪涌防护电路及供电设备，在保证PSE端口具有较高防浪涌等级的前提下，不需大量使用专用防护器件，只要小封装常规二极管组合，而且钳位电压能够得到有效控制，同时降低了防护方案的成本，促使单板或产品小型化，在多PSE端口设备上，该设计思路优势将更加明显。理论上来说普通二极管和瞬态抑制二极管在电气性质上是一样的，所以并不会影响原设备功能，同时也经过实际单板测试证明该方案不会影响PSE设备的各项指标。附图说明图1为现有技术以太网供电浪涌防护电路示意图；图2为本技术以太网供电浪涌防护电路示意图；图3为本技术共模正极性浪涌原理图；图4为本技术共模负极性浪涌原理图；图5为本技术一种差模浪涌的原理图；图6为本技术另一种差模浪涌的原理图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术技术方案做进一步详细说明，以下实施例不构成对本技术的限定。如图2所示，本技术的以太网供电浪涌防护电路巧妙地利用一颗具有高反向重复峰值电压的第二二极管D2(即高反向耐压)和一颗具有较高通流量的第一二极管D1以及电源口的防护器件PD1组成一套防护电路。利用两颗二极管组成半桥形式，引导浪涌往电源口的防护器件PD1泄放。本实施例以太网供电浪涌防护电路包括电源输入端、PSE控制器IC、和网络变压器T1。在以太网设备中，通过物理接口PHY接RJ45时，中间都会加一个网络变压器，主要有信号传输、阻抗匹配、波形修复、信号杂波抑制和高电压隔离等作用。在本实施例中即为网络变压器T1，网络变压器T1的一端连接以太网设备的物理接口PHY，另一端连接RJ45，具体地，网络变压器T1的四个输出端分别连接RJ45的1、2、3、6线序(或4、5、7、8线序)，RJ45连接被供电的设备。例如在视频监控网络中，采用NVR为IPC供电，NVR为POE网络中的PSE设备，而IPC为被供电的设备。网络变压器T1的两根中心抽头(N1和N2)用于连接PSE控制器输出的电源。在RJ45接头连接到IPC后，PSE控制器闭合，为IPC供电。在本实施例中，以太网供电浪涌防护电路还包括防护器件PD1、第一二极管D1和第二二极管D2。其中防护器件PD1的一端连接电源输入端，另一端连接地。第一二极管D1的负极接电源输入端，第一二极管D1的正极接第二二极管D2的负极，第二二极管D2的正极接地。而网络变压器T1的中心抽头分别连接第一二极管D1的负极和第二二极管D2的负极。本实施例利用第二二极管D2的高反向重复峰值电压与第一二极管D1的高耐正向浪涌电流能力，使得PSE端口上的共模浪涌被引导到防护器件PD1上泄放。因此本实施例的所选择的防护器件PD1的浪涌响应时间较短，本实施例浪涌响应时间小于10-11秒，可以防护微秒级的浪涌，在浪涌出现时能够及时响应。一般选择TVS管(瞬态抑制二极管)，或压敏电阻。考虑到压敏电阻的价格比较高，占用面积比较大，本实施例优选地，防护器件PD1选择采用瞬态抑制二极管。该防护器件PD1的钳位电压满足后级芯片的要求即可，即小于后级芯片的承受能力，从而在达到后级芯片的承受能力之前就泄放了浪涌，保护了后级芯片。在本实施例中，防护器件PD1的钳位电压(浪涌启动电压)小于第二二极管D2的击穿电压，同时也小于第一二极管D1的击穿电压。防护器件PD1的钳位电压、第一二极管D1和第二二极管D2的击穿电压、第一二极管D1的通流量均满足预设的防护等级的要求。根据设备的防护等级来选择相应的原件，防护等级越高要求的冲击耐压和电流通流量越大。例如，在POE设备中，本实施例选择的防护器件PD1的钳位电压在100V时，第一二极管D1击穿电压大于100V，第二二极管D2击穿电压大于1000V(冲击耐压1000V)，即第一二极管D1、第二二极管D2的反向重复峰值电压需大于防护器件PD1的钳位电压。并且第一二极管D1具有高耐正向浪涌电流能力，例如，第一二极管D1的通流量大于50A。从而，对于共模浪涌，因为选择的防护器件PD1的浪涌启动电压小于第二二极管D2的击穿电压，所以不管是PSE供电电源端还是供电电源负极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以太网供电浪涌防护电路，包括电源输入端、PSE控制器、和网络变压器，其特征在于，所述以太网供电浪涌防护电路还包括防护器件(PD1)、第一二极管(D1)和第二二极管(D2)，其中防护器件(PD1)的一端连接电源输入端，另一端连接地，第一二极管(D1)的负极接电源输入端，第一二极管(D1)的正极接第二二极管(D2)的负极，第二二极管(D2)的正极接地，而网络变压器的中心抽头分别连接第一二极管(D1)的负极和第二二极管(D2)的负极。

【技术特征摘要】
1.一种以太网供电浪涌防护电路，包括电源输入端、PSE控制器、和网络变压器，其特征在于，所述以太网供电浪涌防护电路还包括防护器件(PD1)、第一二极管(D1)和第二二极管(D2)，其中防护器件(PD1)的一端连接电源输入端，另一端连接地，第一二极管(D1)的负极接电源输入端，第一二极管(D1)的正极接第二二极管(D2)的负极，第二二极管(D2)的正极接地，而网络变压器的中心抽头分别连接第一二极管(D1)的负极和第二二极管(D2)的负极。2.根据权利要求1所述的以太网供电浪涌防护电路，其特征在于，所述防护器件(PD1)的钳位电压小于第一二极管(D1)和第二二极管(D2)的击穿电压。3.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹占营，蒋威，史雅娟，贺渊，黄翔，
申请(专利权)人：浙江宇视科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33