专利名称：PoE端口及其防雷保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，具体而言，涉及PoE端口及其防雷保护 装置。
背景技术：
以太网供电(Power over Ethernet, PoE )指的是用 一条通用以 太网电缆同时传输以太网信号和直流电源，将电源和数据集成在同 一根线缆中传输的技术。这不仅对于那些需要供电、但电源并不方 便获取的设备特别有帮助，而且一般的终端设备也可以从这项技术 中获益，IP电话、无线接入点、网络安全照相机都是很好的例子。 以太网供电有4艮多优点，如灵活性、远程管理功能、高可靠性以及 全球范围内的兼容性等。才艮才居IEEE 802.3af的规范，有两种方式选冲奪以太网只又绞线的线 对来供电，分别命名为方案A和方案B。方案A是在传输凄史据所用 的电缆对((1/2 & 3/6)之上同时传输直流电，其信号频率与以太网凝: 据信号频率不同以确保在同对电缆上能够同时传输直流电与数据。 方案B使用局域网电缆中没有被使用的线对(4/5 & 7/8)来传输直流 电。对于中跨供电设备而言， 一般都采用以太网线缆中的4, 5, 7, 8四根空闲线来传输电源(以下将这四根线对应的端口称为PoE端 口 )，即选择方案B, PoE供电连接示意图如图1所示。目前，常用的以太网供电接口电路一般不进行专门的防雷设计， 其传输数据的四才艮线可通过以太网变压器来阻挡雷击浪涌，而用来供电的四才艮以太网线则直4妄连到PoE控制芯片(如图l所示)，因 此用来供电的四根线几乎无任何防护，这样的设计成本虽然低廉， 但是防雷功能肯定比较弱。当雷击浪涌到来时，浪涌能量很容易通 过以太网供电线直^t妄传到PoE控制芯片，乂人而导致芯片损坏甚至带 来更大的危害。发明内容本发明旨在提供一种PoE端口及其防雷保护装置，能够防止浪 涌电PoE端口的危害。才艮据本发明的一个方面，4是供了一种PoE端口，包括防雷保 护装置，连接PoE端口的供电线，用于保护供电线免遭浪涌电流的 破坏。优选的，防雷保护装置包括第一压*文电阻，连接于供电线与 地之间。优选的，防雷保护装置包括第二压壽丈电阻，连接于多条供电 线之间。优选的，防雷保护装置包括TVS ( Transient Voltage Suppress, 瞬态电压抑制)二极管，连接于供电线与地之间。优选的，供电线包括4/5线对和7/8线对，防雷保护装置包括 前级电路，包括两个第一压每丈电阻，分别连接于4/5线对与地之 间和7/8线对与地之间； 一个第二压每文电阻，连4妄于4/5线对与7/8 线之间；后级电路，包括三个TVS二极管，其第一极连接至4/5线对、7/8线与地，其第二极连接在一起；以及电感，串联前级和后 级。根据本发明的另一方面，提供了一种防雷保护装置，连接PoE 端口的供电线，用于保护供电线免遭浪涌电流的石皮坏。优选的，包括第一压壽丈电阻，连接于供电线与地之间。优选的，包括第二压4文电阻，连4妄于多条供电线之间。优选的，包括TVS二极管，连接于供电线与地之间。优选的，供电线包括4/5线对和7/8线对，防雷^f呆护装置包4舌 前级电路，包括两个第一压敏电阻，分别连接于4/5线对与地之 间和7/8线对与地之间； 一个第二压壽丈电阻，连4妻于4/5线对与7/8 线之间；后级电路，包括三个TVS二极管，其第一极连接至4/5 线对、7/8线与地，其第二才及连4妄在一起；以及电感，串耳关前级和后 级。上述4支术方案PoE端口中设置了防雷保护装置，所以能有效地 防止浪涌电流对PoE端口的危害。
此处所i兌明的附图用来才是供对本发明的进一步理解，构成本申 i青的一部分，本发明的示意性实施例及其i兌明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1是现有以太网供电端口的电路示意图；图2示出了才艮据本发明实施例的增加防雷保护才莫块后的PoE示 意图；图3是增加本发明实施例的防雷保护电路后的PoE示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。图2示出了才艮据本发明实施例的增加防雷保护才莫块后的PoE示 意图。该PoE包括防雷保护装置，连接PoE端口的供电线，用于 保护供电线免遭浪涌电流的破坏。因为在PoE端口中设置了防雷保护装置，所以能有效地防止浪 涌电流对PoE端口的危害。优选的，防雷保护装置包括第一压敏电阻，连接于供电线与 地之间。优选的，防雷保护装置包括第二压壽文电阻，连4妻于多条供电 线之间。优选的，防雷保护装置包括TVS二极管，连接于供电线与地 之间。优选的，供电线包括4/5线对和7/8线对，防雷保护装置包括 前级电3各，包括两个第一压壽丈电阻，分别连4妄于4/5线乂于与i也之 间和7/8线对与地之间； 一个第二压敏电阻，连接于4/5线对与7/8 线之间；后级电路，包括三个TVS二极管，其第一极连接至4/5 线对、7/8线与i也，其第二才及连4妻在一起；以及电感，串联前级和后 级。可以看出，上述的优选实施例具体包括以太网供电线浪涌保 护电路，在以太网供电线与地以及供电线之间提供瞬时高压的电流 泄放通路，用来泄放因雷电等产生的高压，该泄放电路由压敏电阻 和TVS二极管提供，压敏电阻位于保护电路的最前级；供电线保护 电路后级采用TVS 二极管进行电压箝位，将通过初级的残压箝位到 一个较低的电压值，实现对后级电路的保护；在前级与后级保护电 路之间串联限流电感起退藕作用。通过上述前级保护电路及后级保 护电路的双重保护，实现了对PoE端口的共才莫和差才莫防护。在选取保护器件合适的情况下，本发明的防雷保护电路可使 PoE端口能够浮义受高达5kA ( 8/20us波形)或5kV ( 1.2/50us波形) 的雷击冲击电流，极大的增强了 PoE端口抗雷击的能力，降低了 PoE 端口的雷击损坏率。本发明的原理图，如图3所示，图中的右侧为以太网^妄口的賴r入侧(RJ45接头)，并使用了其四根空闲引脚来进行供电，即4/5 用来充当传送供电电源的正线，7/8用来充当传送供电电源的负线， 图中的左侧为PoE 4妄口的器件侧，中间的虚线冲匡为防雷〗呆护电3各。从图中可看出，该防雷保护电路是由三个压敏电阻RV1、 RV2、 RV3，两个电感L1、 L2及三个TVS 二4及管VD1、 VD2、 VD3组成 的两级^f呆护电i 各。其中，压壽文电阻RV1、 RV2、 RV3的动4乍电压应 大于TVS 二才及管VD1、 VD2、 VD3的动作电压。如前所述，该防雷^f呆护电^各由两级电^各组成前级电3各由压壽文 电阻来实现对大的浪涌信号的防护，后级电3各由TVS 二极管来实现 对经过压敏电阻后的残余浪涌信号的防护，介于前后级保护电路之 间的电感用于限制经过TVS 二才及管的暂态电流，同时可改善压壽丈电 阻的动作特性，并促进前后两级保护电路之间的特性配合。当PoE端口线上有浪涌信号到来时，该防雷保护电路开始作用。 工作原理如下当浪涌信号到来时，PoE线间的电压会逐渐升高， 由于压壽丈电阻RV1、 RV2、 RV3具有较高的动作电压和较长的反应 时间，它并不会立即动作；在压敏电阻动作之前，TVS二才及管VD1、 VD2、 VD3将首先动作，并流过暂态电流；随着暂态电流的增大， 限流电感Ll、 L2上的压降也相应i也增大，这一压降施力o于压壽丈电 阻两端，就促^f吏其尽早动作。当压每文电阻RV1、 RV2、 RV3动作后， 它将提供一条接地的旁路泄放暂态大电流的通道，同时也能起限制 过电压的作用，对其左侧的限流电感和TVS 二4及管起到^f呆护作用。由于本发明用于PoE端口防护，而PoE端口多采用48V供电 电压，因此防护器件的参lt选择必须正确，防护器4牛参凄t的正确选 取也保证了， POE端口在正常工作情况下(无浪涌信号)，防雷保 护电^各不会动作，从而不会对工作电路构成影响。如TVS二极管动 作电压不能低于57V (因为直流48V供电范围为40V 57V)，否 则PoE工作于上限电压57V时TVS 二极管即会动作，但动作电压 也不能太高，要低于PoE控制芯片耐受极限值10 20V,以PoE控 制芯片的限制电压为90V为例，贝'J TVS 二才及管的动作电压以70V 左右为宜。以上关于防护电路及相关参数的描述，仅为本发明的实施例而 已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可 以有各种更改和变化。如前级和后级间的去藕元件可以是电感，也可以是电阻或由至少两个电阻串耳关而成的电阻症且以及由至少两个电 感串联而成的电感组。从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果成本低、安全可靠、防雷能力强并可多次进4于雷击浪涌防护。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在 本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种PoE端口，其特征在于，包括防雷保护装置，连接所述PoE端口的供电线，用于保护所述供电线免遭浪涌电流的破坏。
2. 根据权利要求1所述的PoE端口，其特征在于，所述防雷保 护装置包括第一压壽文电阻，连4妄于所述供电线与地之间。
3. 根据权利要求2所述的PoE端口 ，其特征在于，所述防雷保 护装置包括第二压每文电阻，连4妄于多条所述供电线之间。
4. 根据权利要求1所述的PoE端口，其特征在于，所述防雷保 护装置包括TVS二极管，连接于所述供电线与地之间。
5. 根据权利要求1所述的PoE端口，其特征在于，所述供电线 包括4/5线对和7/8线对，所述防雷4呆护装置包括前级电3各，包4舌两个第一压每丈电阻，分别连4妄于所述4/5线对与地 之间和所述7/8线》t与；也之间；一个第二压壽丈电阻，连^妄于所述4/5线对与所述7/8 线之间；后级电3各，包4舌三个TVS 二极管，其第一极连接至所述4/5线对、 所述7/8线与地，其第二极连接在一起；以及电感，串联所述前级和所述后级。
6. —种防雷保护装置，其特征在于，连4妄所述PoE端口的供电线， 用于保护所述供电线免遭浪涌电流的破坏。
7. 根据权利要求6所述的防雷保护装置，其特征在于，包括第一压每文电阻，连4妄于所述供电线与地之间。
8. 根据权利要求7所述的防雷保护装置，其特征在于，包括第二压敏电阻，连接于多条所述供电线之间。
9. 根据权利要求6所述的防雷保护装置，其特征在于，包括TVS 二4及管，连接于所述供电线与地之间。
10. 根据权利要求6所述的防雷保护装置，其特征在于，所述供电 线包4舌4/5线对和7/8线对，所述防雷^f呆护装置包4舌前级电3各，包4舌两个第一压壽文电阻，分别连接于所述4/5线对与地 之间和所述7/8线对与；也之间；一个第二压敏电阻，连接于所述4/5线对与所述7/8 线之间；后纟及电if各，包才舌三个TVS 二极管，其第一才及连4妻至所述4/5线对、 所述7/8线与地，其第二极连接在一起；以及电感，串耳关所述前乡及和所述后纟及。
全文摘要
本发明提供了一种PoE端口，包括防雷保护装置，连接PoE端口的供电线，用于保护供电线免遭浪涌电流的破坏。本发明还提供了一种防雷保护装置，连接PoE端口的供电线，用于保护供电线免遭浪涌电流的破坏。本发明避免了浪涌电流对PoE端口的破坏。
文档编号H02H9/04GK101227087SQ20081000234
公开日2008年7月23日 申请日期2008年1月8日 优先权日2008年1月8日
发明者景 冯, 孙伟国, 马光明 申请人:中兴通讯股份有限公司