一种RJ45网络接口的电涌保护器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种RJ45网络接口的电涌保护器，属于雷电科学与技术领域。该电涌保护器由匹配及退耦电路、保护电路Ⅰ、脉冲耦合变压器及退耦电路、保护电路Ⅱ顺序连接而成。该电涌保护器结构简单，性能稳定，保护效果好。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

A surge protector for RJ45 network interface

The utility model relates to a surge protector for an RJ45 network interface, belonging to the field of lightning science and technology. The surge protector consists of a matching and decoupling circuit, a protection circuit 1, a pulse coupled transformer, a decoupling circuit, and a protective circuit II in sequence. The surge protector has the advantages of simple structure, stable performance and good protection effect.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种RJ45网络接口的电涌保护器，属于雷电科学与

技术介绍
RJ45标准接口广泛应用于网络接口，目前网络信号速率常用的有100Mbit/S网络 和1000Mbit/s网络。100Base-TX介质规范基于ANSI IP-PMD物理介质标准。100Base-TX介 质接口在两对双绞线电缆上运行，其中一对用于发送信号，另一对用于接收数据。1000M以 太网是建立在以太网标准基础之上的技术，1000Mbit/s以太网采用6类布线，IOOOBase-T 的传输码速也是125Mbit/s，但它要使用CAT-6 (5)中全部四对线，并在每一对线上同时实 现收发操作，编码方式改为5电率编码PAM595，才能在每个信号脉冲内并行传送一个字节 的数据，即125Mbit/sX8=lGb/s。100M网络和1000M网络都可以用4对双绞线传输信号， 100M网络是用4对双绞线中的两对线。1000M网络传输信号用4对双绞线中4对线。网络线缆的布线系统，有的在建筑物的内部，也有的在建筑物的外部。由于雷电的 静电感应和电磁感应，金属线缆上将会感应出雷电过电压，雷电过电压将沿着金属线缆传 输，引入到网络的接口设备，即交换机及计算机的终端网卡。端口设备在雷电过电压的作用 下，发生击穿、损坏的现象，造成网络的中断，带来直接或间接的经济损失。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种RJ45网络接口的电涌保护器，接入后 在不影响网络信号正常传输的情况下，能够有效抑制雷电过电压，将雷电波的能量一方面 释放到大地，另一方面将网络线间的电压箝位在一定的电压水平，保证设备的端口在雷电 过电压作用下不会造成损坏，使设备正常运行。本技术为解决其技术问题采用如下技术方案一种RJ45网络接口的电涌保护器，由匹配及退耦电路、保护电路I、脉冲耦合变 压器及退耦电路、保护电路II顺序连接而成。所述的匹配及退耦电路由电阻R11、电阻R12、电容Cll组成，电阻Rll和电阻R12 组成串联电路，该串联电路的串接点与电容Cll连接后接地。本技术的有益效果如下1、电路的设计既能对雷电的共模过电压又能对雷电的差模过电压进行有效的抑 制。2、网络接口电涌保护器的通流容量大，标称电流为5kA，最大电流可达10kA。3、该电涌保护器对信号的传输影响小、信号的插入损耗小于0. 2dB。4、电涌保护器的电压保护水平低，线地间残压为120V以下，线-线间的残压为10V左右ο5、在电涌保护器的电路设计中，第一级与第二级保护电路采用脉冲变压器隔离。6、电路结构简单，性能稳定，保护效果好。7、根据网络信号的不同，100M网络采用2路，1000M网络采用4路。8、电路中有退耦电容，能够降低雷电过压及其幅值，减小雷电波的陡度。附图说明图1 RJ45网络接口的电涌保护器的结构框图。图2电涌保护器的电路原理图。图3匹配及退耦电路的电路原理图。图4保护电路I的电路原理图。图5脉冲耦合变压器及退耦电路的电路原理图。图6保护电路II的电路原理图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术创造做进一步详细说明。RJ45网络接口的电涌保护器的结构框图如图1所示电涌保护器的基本组成由匹配及退耦电路、保护电路I、脉冲耦合变压器及退耦 电路、保护电路II组成。下面对各部分的基本功能及作用进行分析A、匹配及退耦电路的作用交换机设备与匹配电路之间采用4对双绞线传输媒 介，一般情况下4对双绞线的特性阻抗为100欧姆，为了实现线-线间信号传输时与电涌保 护实现阻抗匹配，设计了阻抗匹配电路保证网络信号的正常传输。根据电路耦合的原理，退 耦电路可以降低信号线路上的感应电压值。B、保护电路I的作用当线路上有雷电过电压时与大地构成能量释放回路，将雷 电波能量释放到大地。C、脉冲耦合变压器及退耦电路的作用当没有雷电过电压时，网络信号通过脉冲 耦合变压器输出到下一级保护电路II，当有雷电过压时，脉冲耦合变压器对雷电过压具有 一定的隔离作用。退耦电路的作用是可以降低线路中的感应电压值。D、保护电路II的作用实现对雷电过电压的第二级保护，将雷电的过电压限制在 设备能够承受的范围之内。RJ45网络接口的电涌保护器的工作过程交换机设备传输的网络信号经双绞 线向设备的终端传输，当双绞线中有雷电过电压传输时，经匹配电路及退耦电容的作用后 雷电波的陡度将减小，此时保护电路I将雷电波的能量对地释放，对地电平箝位在100V左 右，输出的雷电过压的残压加到脉冲耦合变压器，当雷电过电压的幅值较高时，脉冲耦合变 压器将出现磁饱和现象，对雷电过电压有一定的抑制作用，脉冲耦合变压器输出的雷电过 电压送到保护电路II，保护电路II主要是线间箝位，将线-线间的电压限制在12V左右，有 效地保护终端设备，在网络信号的正常传输过程中(即信号线路中没有雷电过电压)，整个 电路对信号的传输没有任何影响。电涌保护器中雷电波的方向与网络信号的传输方向没有 关系。RJ45网络接口的电涌保护器的电路原理图如图2所示，电路主要由电阻R11、R21、 R31、R41、R12、R22、R32、R42，电容 Cll、C21、C31、C41、三极气体放电管 Gil、G21、G31、G41， 脉冲耦合变压器 T11、T21、T31、T41，电容 C12、C22、C32、C42，电阻 R13、R23、R33、R43，瞬态 电压抑制器U11、U21等器件组成，由于4路为对称电路，所以仅对其中的一路进行分析，电 路的工作过程如下当无雷电过电压时，网络信号从输入端经电阻R11、电阻R12构成的匹 配电路输出到脉冲耦合变压器Τ11，从脉冲耦合变压器的次级输出信号。当然信号也可以从 输出端经脉冲耦合变压器Τ11，匹配电阻R11、R12到输入端。当线路中有雷电过电压时，雷电过电压从输入端经电阻R11、电阻R12、电容Cll构成的匹配及退耦电路，后面的三极气体 放电管Gl 1在雷电过电压作用下动作，主要是对地释放雷电波能量，脉冲耦合变压器Tl 1对 雷电波有一定的隔离作用，瞬态电压抑制器Ull进一步地对雷电过电压进行线间箝位，将 雷电压的幅值限制在一定的电压水平。RJ45网络接口电涌保护器各部分的组成及作用如下所述A.匹配及退耦电路如图3所示该电路主要由电阻R11、电阻R12、电容Cll构成，当网络信号传输时，对信号的传 输没有任何影响。当线路中有感应雷电过电压时，电容Cll可以降低雷电电压的幅值。当 线路中有雷电波传输时，可以降低雷电波的陡度。B.保护电路I如图4所示电路主要由三极气体放电管Gll构成，它的主要作用是对地释放雷电波的能量， 它的特点是线间分布电容小，对信号的传输影响小，通流容量大。C.脉冲耦合变压器及退耦电路如图5所示电路主要由脉冲耦合变压器Tll以及电阻R13、电容C12组成，工作原理是当无 雷电过压时，信号传输是双向的。当有雷电过电压时，脉冲耦合变压器Tll会出现磁饱和现 象，对雷电过电压有一定的隔离作用，电容C12能够起到降低雷电过电压的作用。D.保护电路II电路如图6所示，电路主要由瞬态电压抑制器Ull (SLVU2.8-4)以 及瞬态电压抑制器U21(SLVU2.8-4)构成，它的主要作用是当线路中有雷电过电压时启动， 起到线本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种ＲＪ４５网络接口的电涌保护器，其特征在于由匹配及退耦电路、保护电路Ⅰ、脉冲耦合变压器及退耦电路、保护电路Ⅱ顺序连接而成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥超，王金虎，张其林，行鸿彦，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：实用新型
国别省市：84