RJ45-网口变压器及网口变压器-cpu之间的一些抗干扰防雷设计

发布于:2023-01-10 ⋅ 阅读:(436) ⋅ 点赞:(0)

网口变压器H1102NL和RJ45之间使用LT-BA151N贴片气体放电管 , 浪拓电子推出了尺寸较小(4.5×3.2×2.7 毫米)方形气体放电管(GDT),其具有 2kA 的浪涌能力和 ≤1.0pF 的断态电容值。LT-BA系列 GDT 旨在提供高水平的保护,可防止由雷电干扰引起的快速上升的瞬变。其低断态电容可满足高带宽应用要求,并且其电容值不随 GDT 两端的电压信号发生变化。该系列专门设计用于保护电气、多媒体、和通信设备免受过电压瞬变造成的损害。

 



典型应用:
●电信/数据通信市场的 G.fast、xDSL、10GbE 和 10/100/1000 Base-T 以太网端口保护;
●消费类市场的卫星同轴电缆,有线电视设备和机顶盒的保护;
●工业市场的工业自动化接口保护,如以太网、RS-485、RS-232 等;



LT-BA系列气体放电管具有以下主要优点:
►器件在极小封装中具备了高浪涌承受能力,使得其非常适合高浪涌、高密度布局要求之应用,如无线基站电源和电缆调制解调器。

►低断态电容(≤1pF)可最大程度降低插入损耗。同时,该值不会随信号电压变化而变化,不会对正常信号造成影响。此特性使其可以兼容高速、宽带宽应用要求(如 G.fast、xDSL 设备和电缆调制解调器)。

►与圆柱体 GDT 相比, LT-BA系列的方形体本体和端子结构,易于拾放, 有利于简化 PCB 制造流程。

小结:
LT-BA151N系列 GDT 是理想的解决方案,因为它不仅可以满足当今高浪涌值要求,同时保持与高速、宽带宽应用的兼容性。在保护电气、多媒体和通信设备免受过电压瞬变损害之外,由于其具有方形体本体和端子结构,使 SMT 装配拾放过程更简单化。”

气体放电管是一种浪涌保护元器件,经常被用于通讯设备防雷使用,一般是用陶瓷密闭封装,内部有两个或数个带间隙的金属电极,其中里面充以惰性气体,这就构成了气体放电管结构,有两极式和三极式两种, 两极式主要是用于线路间的保护,而三极式多了一根地线,主要是用于线与地之间的保护 。如下图是各式各样的气体放电管。

一、气体放电管工作原理

气体放电管两电极出现高压时候,一旦过高的电压超过放电管本身的击穿电压时 ,这时候管内的气体在电场作用下发生电离而形成导体,使得原有绝缘状态改变,由于接地作用使得大量的电流以及电荷立即接地泄放,最终使雷击的能量不能通过被保护的设备,当过电压消失后,管内的气体又很快恢复到原来的绝缘状态,电路恢复正常,这就是气体放电管的基本原理。

二、气体放电管保护电路

气体放电管具有泄流能力大、电容小、绝缘电阻高等特点,常与瞬态抑制二极管、齐纳二极管、 压敏电阻等器件混合使用,使其充分发挥各类器件的长处,使电路得到最优化保护

TVS管与气体放电管混联使用

压敏电阻与气体放电管配合使用

三、气体放电管的选择

气体放电管的选择要根据实际情况,比如实际工作环境的电压波动情况。一般而言,在直流电路当中,气体放电管击穿电压应为工作电压的2倍左右,但是在交流电路当中,击穿电压为工作电压的3倍左右,同时还要考虑气体放电管大小以及接地线长度,安装时候地线越短越好。

TVS瞬变电压抑制二极管

一、TVS二极管工作原理

TVS(Transient Voltage Suppressors)二极管,即瞬态电压抑制器,又称雪崩击穿二极管,是采用半导体工艺制成的单个PN结或多个PN结集成的器件。TVS二极管有单向与双向之分,单向TVS二极管一般应用于直流供电电路,双向TVS二极管应用于电压交变的 电路。当应用于直流电路时,单向TVS二极管反向并联于电路中,当电路正常工作时,TVS二极管处于截止状态(高阻态),不影响电路正常工作。

当电路出现异常过电压并达到TVS二极管击穿电压时,TVS二极管迅速由高电阻状态突变为低电阻状态,泄放由异常过电压导致的瞬时过电流到地,同时把异常过电压钳制在较低的水平,从而保护后级电路免遭异常过电压的损坏。当异常过电压消失后,TVS二极管阻值又恢复为高阻态。

二、TVS二极管特性特点

• 采用半导体工艺制成,具有很高的可靠性,无损坏极限;

• 瞬态功率大,低电容、低漏电流,箝位电压易控制;

• 电压精度高,在特殊应用场合,通过工艺或参数筛选可达到更高的精度;

• 在 10/1000μs波形下瞬态功率可达200W-30000W,甚至更高;

• 封装形式多样化,贴片封装:SOD-123、SMA /DO-214AC、SMB/DO-214AA、SMC/DO-214AB、DO-218AB等,直插封装:DO-41、DO-15、DO-201、R/P-600等;

三、TVS二极管参数详解

• VRWM :截止电压, TVS二极管的最高工作电压,可连续施加而不引起TVS二极管劣化或损坏状态下,达到的最大的直流电压或交流峰值电压。 在VRWM下,TVS二极管是不工作的,不导通。

• VC:钳位电压,施加规定波形的峰值脉冲电流IPP时,TVS二极管两端测得的峰值电压。

• VBR:击穿电压,是TVS管的最小雪崩电压。指在V-I特性曲线上,在规定的脉冲直流电流IT或接近发生雪崩的电流条件下测得TVS两端的电压。

• IR:漏电流,亦称待机电流。在规定温度和最高工作电压条件下,流过TVS二极管的最大电流,其值是在截止电压下测量的。

• C:电容值,对于同功率等级的TVS管而言,电压越低电容值就越大。在通信线路的防护中,尤其要注意TVS管的电容值。

• 封装形式:从TVS管的封装形式,可以看出其功率大小。TVS管的芯片面积直接决定其功率等级。

双向型TVS管为两个TVS管反向串联,用于交流电路。一边是雪崩击穿,相当于稳压二极管,一边是二极管导通时钳位。这种方式,当电路受外来浪涌及大电流干扰时,不仅能保护电路,泄掉干扰电流倒地,还能稳压元器件模块的电压。

 变压器及cpu之间运用的双向TVS如下图:

 

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