以太网络受电电路与其静电防护电路制造技术

本发明专利技术公开一种以太网络受电电路与其静电防护电路，其静电防护电路包括瞬态电压抑制器与高压电容。瞬态电压抑制器与高压电容串联耦接于以太网络受电电路的负电源端与接地端之间，藉此降低静电放电或瞬时电压浪涌发生时对系统故障或损害。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种静电防护电路,且特别涉及一种应用以太网络供电(Power overEthernet, PoE)系统的受电设备(Powered Device, PD)中的静电防护电路。
技术介绍
以太网络供电(PoE)技术是指通过以太网络的缆线传输数据与电力到装置的技术，其系统主要分为供电设备(Power Sourcing Equipment, PSE)与受电设备(PD)。受电设备例如是无线基站、网络电话、集线器、网络摄像机与计算机等，这些装置可以通过以太网络双绞线(RJ-45连接器)供电，不需要额外设置电源插座就可使用。采用以太网络供电技术的设备可经由RJ-45网络插座来传递电力与数据，由于RJ-45网络插座是目前全球普遍使用的网络接头，因此几乎所有的以太网络供电设备对目 前的网络环境都具有相容性。由于PoE不需要更改以太网络的缆线架构即可运作，所以采用PoE系统不但可以节省配置电源线的时间与费用，还具备了远程通电、断电的能力。近年来随着高精密度且快速发展的电子产品的增力卩，对于静电放电(Electrostatic Discharge,ESD)防护的技术越来越受到重视。由于PoE系统经常受到静电放电威胁，在设计时必须考虑保护以太网络实体层收发器(physical layer receiver)能够承受电压冲击。一般而言，PoE芯片内部所设置的ESD防护电路无法提供系统级静电放电防护所需的强韧度，而且建置有效的芯片防护成本也过高。为了满足全球标准的相容性要求，并确保系统的可靠性，目前以太网络供电系统的设计业者大都采取芯片外部电路保护。目前常见的方式是采用一个速度很快的萧特基二极管(schottky diode)，将电流引到接地，避免对系统产生破坏或因为ESD的放电波形而产生错误的动作。
技术实现思路
本专利技术提出一种以太网络受电电路与其静电防护电路，其静电防护电路由串联的瞬态电压抑制器与高压电容，可以达到有效降低静电放电或瞬时电压浪涌(transientvoltage surge)对以太网络电子设备造成的误动作或损害。本专利技术提出一种以太网络受电电路的静电防护电路，以太网络受电电路设置于一受电设备中，以太网络供电电路具有一控制单兀，其具有一正电源端与一负电源端。静电防护电路包括瞬态电压抑制器(Transient Voltage Suppressor, TVS)与高压电容(high-voltage capacitor)。瞬态电压抑制器具有一第一端与一第二端,其第一端稱接于负电源端。高压电容则耦接瞬态电压抑制器的第二端与接地端之间。在本专利技术另一实施例中，上述静电防护电路也可应用在正电源端，以降低静电放电发生在正电源时所造成的损害。另外，依照电路设计需求，上述静电防护电路也可以同时应用在正电源端与负电源端，以降低静电放电发生在正电源与负电源端时所造成的损害。从另一个角度来看，本专利技术提出一种具有上述静电防护电路的以太网络受电电路，其负电源端与正电源端可以分别或同时设置静电防护电路，以降低静电放电发生时的损害。综上所述，本专利技术以串联的瞬态电压抑制器与高压电容做为静电防护电路使用，可以有效降低静电放电发生时所造成的系统误动作与损害。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。附图说明图I绘示本专利技术第一实施例的以太网络供电(Power on Ethernet,PoE)系统的示 意图。图2绘示PoE操作模式的PoE操作模式的起始信号示意图。图3绘示本专利技术第一实施例的以太网络受电电路的静电防护电路示意图。图4绘示瞬态电压抑制器312的电压-电流特性示意图。图5绘示本专利技术第一实施例的以太网络受电电路的电路细节示意图。图6绘示本专利技术第二实施例的以太网络受电电路示意图。图7绘示本专利技术第三实施例的以太网络受电电路示意图。主要元件符号说明110:供电设备112:以太网络供电电路114:网络变压器116:RJ_45 连接器120 :受电设备122:以太网络受电电路126 RJ-45 连接器VOUT :输出电压310:静电防护电路312 :瞬态电压抑制器314:电容320 :控制单元330:直流电压转换电路+Ρ0Ε:正电源端-POE :负电源端PWM :脉冲宽度调制信号GND :接地端500:以太网络受电电路520 :控制单元522:P0E 受电芯片530:直流电压转换电路600:以太网络受电电路610:静电放电防护电路612 :瞬态电压抑制器614:电容700:以太网络受电电路710:静电放电防护电路712,716 :瞬态电压抑制器714、718:电容具体实施方式 在下文中，将通过图式说明本专利技术的实施例来详细描述本专利技术，而图式中的相同参考数字可用以表示类似的元件。(第一实施例)请参照图1，其绘示本专利技术第一实施例的以太网络供电(Power on Ethernet,PoE)系统的示意图。供电设备(Power sourcing equipment,PSE) 110可以经由以太网络传输电力与数据至受电设备(Powered Device,PD) 120,其两者可利用RJ-45连接器与双绞线(网络线)连接。PoE分为A、B两种供电模式，模式A利用RJ-45连接器的1、2、3、6引脚来传递电力；模式B则利用RJ-45连接器的4、5、7、8引脚来传递电力。供电设备110具有以太网络供电电路(PoE PSE circuit) 112与网络变压器114，用以将电力与数据传递至RJ-45连接器116。受电设备120包括以太网络受电电路(PoE PDcircuit) 122，可以经由RJ-45连接器126接收数据与电力，并将所接收的电力转换为系统所需的(直流)输出电压V0UT，以提供受电设备120使用。RJ-45连接器116与RJ-45连接器126之间则可通过网络线连接。采用PoE系统不但可节省布线，还具备了远程通电、断电的能力。依据IEEE 802. 3af的规范，当受电设备120连接至供电设备110时，供电设备Iio会依序传递数个程序的电压波形至受电设备120，以检测受电设备120是否支持以太网络供电，如图2所示，其绘示PoE操作模式的起始信号示意图。上述程序包括检测(Discovery)、分类(Classification)、全电源(Full Power Application)、移除电源(Power Removal)等。由于供电设备110所提供的高电压会对传统的设备造成伤害，因此供电设备110在供电前会进行Discovery程序，传送电压范围2. 7V至10V的检测电压至受电设备120，以检测受电设备120是否支持PoE技术。其他程序的说明请参照IEEE802. 3af的规范，在此不加赘述。如图2所示，由于静电放电(Electrostatic Discharge,ESD)波形可能与图2中的检测波形相似，这可能造成供电设备或受电设备120的误动作或是损害受电设备120。为避免此种问题发生，本实施例在受电设备120中设置静电放电防护电路，来防止受电设备120受到瞬态电压(如静电放电、线缆放电或瞬态电压浪涌(transient voltage surge))的损害。请参照图3，其绘示本专利技术第一实施例的以太网络受电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以太网络受电电路的静电防护电路，该以太网络受电电路设置于一受电设备中，该以太网络供电电路具有一控制单元，该控制单元具有一正电源端与一负电源端，该静电防护电路包括：一第一瞬态电压抑制器，具有一第一端与一第二端，该第一瞬态电压抑制器的该第一端耦接于该负电源端；以及一第一高压电容，耦接该第一瞬态电压抑制器的该第二端与一接地端之间。

【技术特征摘要】
2011.07.25 TW 1001262171.一种以太网络受电电路的静电防护电路，该以太网络受电电路设置于一受电设备中，该以太网络供电电路具有一控制单元，该控制单元具有一正电源端与一负电源端，该静电防护电路包括 一第一瞬态电压抑制器，具有一第一端与一第二端，该第一瞬态电压抑制器的该第一端耦接于该负电源端；以及 一第一高压电容，耦接该第一瞬态电压抑制器的该第二端与一接地端之间。2.如权利要求I所述的以太网络受电电路的静电防护电路，其中该以太网络供电电路还包括一直流电压转换电路，耦接于该控制单元，根据该控制单元所输出的一脉冲宽度调制信号调整一输出电压。3.如权利要求I所述的以太网络受电电路的静电防护电路，其中该第一高压电容的电容值大于该第一瞬态电压抑制器的兀件电容值。4.如权利要求I所述的以太网络受电电路的静电防护电路，其中该控制单元的该正电源端用以接收48V的直流电压，该负电源端用以接收-48V的直流电压。5.如权利要求I所述的以太网络受电电路的静电防护电路，其中该第一瞬态电压抑制器与该第一高压电容直接串联耦接于该负电源端与该接地端之间。6.如权利要求I所述的以太网络受电电路的静电防护电路，还包括 一第二瞬态电压抑制器，具有一第一端与一第二端，该第二瞬态电压抑制器的该第一端连接于该正电源端；以及 一第二高压电容，耦接该第二瞬态电压抑制器的该第二端与一接地端之间。7.一种以太网络受电电路的静电防护电路，适用于一受电设备，该以太网络供电电路具有一控制单元，该控制单元具有一正电源端与一负电源端，该静电防护电路包括 一瞬态电压抑制器，具有一第一端与一第...

【专利技术属性】
技术研发人员：段龙辉，王善弘，张秋贤，
申请(专利权)人：纬创资通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：