以太网络防雷及ESD保护设计

1、Ethernet通讯防雷击及ESD保护设计1)总概随着集成电路的集成度越來越高，电路越來越复杂，工作电压越來越低，对环境稳定性的要求也越高。一方而由电子设备内部结构高度集成化，从而造成设备耐压、耐过电流的水平卞降，对过压和过流的承受能力卜降，另一方面由丁信号來源路径增多，系统较以前更容易遭受过压和过流侵入。2)成因由J电信业、工业控制业的竞争日益増加，电信服务、通讯产品供应商対电信设备供应商提供的高可靠性网络设备的需耍也和对提高。过压和各种静电的危害通常是由：雷击、临近电线引起的感应和直接与电源线碰接或用户设备故障所导致。这些危害可能危及电信网络设备用户和维护人员。因此电信设备供应商以増加设备

2、的抗过压和过流的能力來降低电信系统维护成本和提高电信系统可靠性。针对上述问题辿专业研发团队有了解决方案。3)特点A符合IEC61000-4-2(ESD):AirJ5kV,Contact-8kV符合IEC6100CM4(EFT):40A-5/50ns符合IEC6100045(Surge):24A:8/20ps-Level2(Line-Ground)&Level3(Line-Line)A低结间电容:3pFTypical符合RoHS设计简单方便方案一:1(V1OOM以太网口适用条件:离充分暴露的直击雷区间用网络线连接线短于10M距离设备测试标准:TU-TK.21(10/700HS)阻抗(40Q)差模

3、10KV共模60KVESD1ESDLC3V0D3B封装:SOD-323双向PHYICGDT/SMD1812-091封装:SMD1812/4S32英制器件选择气体放电管ESD保护模块GDT/SNID1812-091ESDLC3VOD3封装形式贴片1812贴片SOD-323重耍参数8/20uS通流量2KA3.3V钳位电压5.15V说明：方案选择第一级使用GDT气体放电管,将浪涌电流通过开关式气体放电管泄放到人地，或放电管电极之关的惰性气体电光弧以热量形式消除，中间充分利用网络变压器的电感特性，起到去藕和隔离作用.第二级使用ESD器件,它能够将残留的频率成分浪涌吸收，并且在IPP卞钳位电压降到8V左

4、右,这样以太网芯片就处丁安全保护状态！方案二：10/100M以太网口适用条件：充分暴露的直击雷区间测试标准：IEC61000451.2/50&8/20US阻抗(20)差模6KV共檢6KV器件选择气体放电管ESD保护模块INT3R090L-8ESDSRVLC054直径5.5mmINT3R090L-5.5ESDSRVLC054说明：方案选择第一级使用GDT气体放电管，将浪涌电流通过开关式气体放电管泄放到大地，或放电管电极之关的惰性气体电光弧以热量形式消除，中间充分利用网络变压器的电感特性，起到去藕和隔离作用.第二级使用ESD器件,它能够将残留的频率成分浪涌吸收，并且在IPP卞钳位电压降到8V左右,

5、这样以太网芯片就处丁安全保护状态！方案三：100M/千兆以太网口适用条件：充分暴露的直击雷区间测试标准：TU-TK21(10/700uS)阻抗(40Q)差模10KV共模60KVrh器件选择气体放电管ESD保护模块GDT/SMD1812-091ESDLC3VOD3B注：R1R4电阻称作BST(BobSmithTerminal),目的在两对双绞线之间阻抗匹配，有利J：信号传输，対电磁辐射有很大帮助.说明：方案选择第一级使用GDT气体放电管，将浪涌电流通过开关式气体放电管泄放到大地，或放电管电极之关的惰性气体电光弧以热量形式消除，中间充分利用网络变压器的电感特性，起到去藕和隔离作用.第二级使用ESD

6、器件,它能够将残留的频率成分浪涌吸收，并且在IPP卞钳位电压降到8V左右,这样以太网芯片就处丁安全保护状态！二以太网POE取电端保护针对POE取也国际IEEE802.3标准说明及两种取电方式受电设备(PD：供电设e(psE)a钦电沒备(PSE)受电设备(PD)48V1IEEE8O23afPSE和PD功率分类分类用途PSE上的最低功率输出水平受电设备上的最大功率水平0默认15.4W0.44到12.95W1可选4.0W0.44到3.84W2可选7.0W3.84到6.49W3可选15.4W6.49到12.95W4预留视为0类为今后使斥预留：兼容受电设备不能提供4类标志经数据对36针对和卜2针对经空闲对45针对和7七针对受电设备(PD)供电设备(PSE)267XXXX经数据对经藪据对OOCOG1236(使用音特电了：INT.P0640SCL+PPTC保护POE取电装置.SMCJ58A+PPTC保护POE取电装置.注PPTC选择要根据IEEE8023标准功率!对TVS二极管效果与半导体放电管（俗语:晶闸管或Thyiistor）TVS二极管特性TVS:1.2/50,8/20ms组合波形40Ohm电源阻抗时间徼秒】晶闸管特性SiBar:1.2/50,8/20ms组合波形40Ohm电源阻抗1kVoc,浪;甬2电压SiBar空闲（备用）电流时间（微秒）TVS-极管与SiBar畐闸管性能比