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          PoE接口如何抵御差分模式瞬態(tài)電壓

          作者: 時間:2010-01-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/157662.htm

          例如,當(dāng)在供電設(shè)備和受電設(shè)備之間進行RJ-45連接時,引腳接合可能不是同步發(fā)生的。在引腳接觸到RJ-45時,可能會發(fā)生引腳1早于或晚于引腳2的情況。這樣就會在該線對上產(chǎn)生一個48V的瞬態(tài)過程,進而破壞或損壞電路的PHY。當(dāng)用戶在相同的電源端口把連接從一個已供電設(shè)備切換到一個未供電設(shè)備時也會出現(xiàn)類似的情況。當(dāng)電源設(shè)備檢測到已連上一個未供電設(shè)備時,供電設(shè)備在終止對前者供電時會存在延遲。在這種情況,功率可存在足夠長的持續(xù)時間,引腳的非同時連接形成一個48V的。這種情形導(dǎo)致的瞬態(tài)可能會破壞或損害PHY。

          瞬態(tài)抑制(TVS)二極管

          顯然,由于結(jié)構(gòu)暴露在惡劣的環(huán)境威脅中,所以需要使用片外電路來進行保護。低壓TVS二極管是成熟的以太網(wǎng)收發(fā)器保護技術(shù)。這種二極管響應(yīng)速度快(亞納秒級)、電容低且鉗位低,非常適于用來各種瞬態(tài)電涌。

          為了對電路提供差分保護,有效的TVS二極管保護方案必須能夠鉗住瞬態(tài)/電涌,且同時在上呈現(xiàn)為最小的負載電容。TVS應(yīng)提供低鉗位電壓,而且,作為一個一般性規(guī)則,線到線電容應(yīng)不超過幾個皮法。此外,作為PoE電路的一個獨特要求,TVS配置必須考慮在線對之間存在+/-48V的直流電壓。由于在不同線對之間存在高直流電壓,不能使用任何在線對之間形成電氣路徑的集成二極管陣列或橋式TVS器件。差分對之間必須是電氣隔離的。

          圖2:針對PoE電路的瞬態(tài)電壓保護。(RJ-45連接器、Rclamp0524S、以太網(wǎng)PHY)
          圖2:針對PoE電路的瞬態(tài)電壓保護。(RJ-45連接器、Rclamp0524S、以太網(wǎng)PHY)

          圖2給出了一個使用Semtech公司RClamp0524S實現(xiàn)的用于差分瞬態(tài)的PoE TVS方案實例。在實現(xiàn)PoE保護電路時,把保護電路放在供電側(cè)有一些好處:不僅可以保護下游的功率開關(guān)電路,而且可避免瞬態(tài)電流流過變壓器。由于任何附加的電感都會提高TVS二極管的ESD鉗位電壓,因此應(yīng)該盡可能的讓TVS靠近連接器。本例中的TVS陣列具有線間電容較小的特性,由于這些二極管對在封裝中是分開的所以還能提供必要的線隔離,以便隔離差分對之間的48V電壓。另外,圖3所示的直通型(flow-through)布局降低了瞬態(tài)路徑中的總電感并可給PCB布局帶來便利。

          圖3:Rclamp0524S直通布線。
          圖3:Rclamp0524S直通布線。


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