专利名称：突波保护电路、局域网络连接器以及网络模块的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种突波保护电路(Preventing Surge Circuit)，且特别是有关 于一种突波保护电路以及使用其的局域网络连接器以及网络模块。
背景技术：
突波可从输电线路上或者接地路径影响产品本身(例如电脑或电话等)，其影响 的程度和范围依入侵路径及能量大小而有不同，其中以突波直接注入产品内部的伤害最 大。雷击为一大突波源，而避雷针为主动引导雷击能量释放的装置。由于雷击的电流会于 接地电阻引起电压骤升，并且可能通过埋藏于地面底下的线路耦合传导至产品端，进而破 坏产品的内部元件，轻则使产品某些功能失效，重则使整个产品损坏，因此突波保护装置便 成为电路上的必要装置。 传统的突波保护装置如为(1)在产品电路中设置一变压器(Transformer)并利 用变压器将高电压的能量降低，不过此方式可能因变压器本身设计不良，使得高电压无法 降低而直接进入产品内部并造成损坏。(2)使用突波吸收元件(Surge Absorbing Device) 如齐纳二极管(ZenerDiode)或氧化金属变阻器。以齐纳二极管为例，于电路正常电压下， 突波吸收元件无作用。当突波出现使电压骤升(如电力开关切换、静电，甚至雷击发生)时， 因突波吸收元件的外加电压超过本身的崩溃电压(Breakdown Voltage)而形成通路，故此 时因电压骤升所产生的电流，有一部分会被突波吸收元件吸收，另一部分则会经由突波吸 收元件传至接地端，如此便可保护后端电路不受大电流的伤害。 图1所示为已知具突波保护电路的局域网络模块电路图。请参照图1，已知的局 域网络模块100具有一局域网络连接器102以及一突波保护电路104，其中突波保护电路 104是由三个突波吸收元件104a、104b、 104c以及二个电阻&、&所构成。局域网络连接器 102的一侧具有一发送端TX、一中央抽头发送端TXCT、一接收端RX以及一中央抽头接收端 RXCT，其中发送端TX与接收端RX分别耦接至网络(未示出)。中央抽头发送端TXCT耦接 至突波吸收元件104b的第二端2、电阻R2的第一端1以及突波吸收元件104c的第一端1， 而中央抽头接收端RXCT耦接至突波吸收元件104a的第一端1、电阻Rl的第一端1以及突 波吸收元件104b的第一端1。此夕卜，电阻R1、R2与突波吸收元件104a、104c的第二端2皆 耦接至地。其中，电阻Ri、I^可通过一电容Cl接地。 由图1可知，当突波发生时电压骤升，使得元件内部的电流骤增，其中流经中央抽 头接收端RXCT的骤增电流在流至节点A时，有一部分会被突波吸收元件104b吸收或经由 突波吸收元件104a流至接地端。同理，流经中央抽头发送端TXCT的骤增电流在流至节点B 时，有一部分亦会被突波吸收元件104b吸收或经由突波吸收元件104c流至接地端。如此 一来，利用突波吸收元件104a、104b与104c将因电压骤升所产生的电流引导至地，便可达 到保护后端电路不受大电流伤害的功效。 然而，突波吸收元件虽可用于保护电路，不过成本较高，且其需求个数将随变压器 的个数的增加而增加。因此，对于低成本以及于突波发生时能有更高的耐受程度的装置，将成为未来研发的趋势。
发明内容
本发明的目的就是在提供一种突波保护电路，其利用使用单一突波吸收元件，便 可有效地保护电路元件不受突波的伤害，并降低电路元件的成本。
本发明提供一种局域网络连接器，其包含上述突波保护电路。
本发明提供一种网络模块，其包含上述局域网络连接器。 本发明提出一种局域网络连接器的突波保护电路，适于耦接配置于局域网络连接 器中的多个变压器。突波保护电路包括一共轭线圈模块以及一突波吸收元件，其中，突波保 护电路至少具有一共轭线圈，而每一共轭线圈具有一第一输入端、一第二输入端、一第一输 出端和一第二输出端，且每一共轭线圈的第一输入端和第二输入端分别耦接这些变压器的 中央抽头端。突波吸收元件具有第一端与第二端，突波吸收元件的第一端接地，而第二端则 耦接这些第一输出端和这些第二输出端。 在本发明的一实施例中，上述突波吸收元件包括陶瓷气体放电管、瞬态电压抑制 器二极管、火花放电器或压敏电阻突波吸收器。 本发明提出一种局域网络连接器，其包括多个变压器、一共轭线圈模块以及一突 波吸收元件。每一变压器的二次侧包括一第一端点、一第二端点和一中央抽头端。共轭线 圈模块至少具有一第一共轭线圈，且第一共轭线圈具有一第一输入端和一第二输入端，用 以分别耦接这些变压器的中央抽头端，且第一共轭线圈还包括一第一输出端和一第二输出 端。突波吸收元件具有第一端与第二端，突波吸收元件的第一端接地，而其第二端则耦接共 轭线圈的第一输出端和第二输出端。 在本发明的一实施例中，上述局域网络连接器还包括多个电阻，而电阻的第一端 接地，且电阻的第二端则分别对应耦接至这些变压器的中央抽头端。其中电阻的第一端可 通过电容接地。 在本发明的一实施例中，上述突波吸收元件包括陶瓷气体放电管、瞬态电压抑制 器二极管、火花放电器或压敏电阻突波吸收器。 在本发明的一实施例中，上述变压器的部分二次侧的第一端和第二端，用以作为 局域网络连接器的数据传送端组。 在本发明的一实施例中，上述变压器的部分二次侧的第一端和第二端，用以作为 局域网络连接器的数据接收端组。 从另一观点来看，本发明提出一种网络模块，其包括一处理单元以及一网络连接 器。处理单元用以管理数据的传送或接收。网络连接器适于耦接一网络线，以接收或传送 数据，其中网络连接器包括多个变压器、一共轭线圈模块以及一突波吸收元件。每一变压器 的二次侧包括一第一端点、一第二端点和一中央抽头端。共轭线圈模块至少具有一第一共 轭线圈，且第一共轭线圈具有一第一输入端和一第二输入端，用以分别耦接这些变压器的 中央抽头端，且第一共轭线圈还包括一第一输出端和一第二输出端。突波吸收元件具有第 一端与第二端，突波吸收元件的第一端接地，而其第二端则耦接共轭线圈的第一输出端和 第二输出端。 在本发明的一实施例中，上述网络连接器还包括多个电阻，而电阻的第一端接地，且电阻的第二端则分别对应耦接至这些变压器的中央抽头端。其中电阻的第一端可通过电 容接地。 在本发明的一实施例中，上述突波吸收元件包括陶瓷气体放电管、瞬态电压抑制 器二极管、火花放电器或压敏电阻突波吸收器。 在本发明的一实施例中，上述变压器的部分二次侧包含第一端点和第二端点，用 以作为局域网络连接器的数据传送端组。 在本发明的一实施例中，上述变压器的部分二次侧包含第一端点和第二端点，用 以作为局域网络连接器的数据接收端组。 在本发明的一实施例中，上述网络模块还包括多个第二共轭线圈，分别具有一第 一输入端和一第二输入端，以对应耦接这些变压器其中之一的二次侧包含的第一端点和第 二端点，且这些共轭线圈还分别具有一第一输出端和一第二输出端，用以耦接至一网络。
在本发明的一实施例中，上述共轭线圈模块内的第一共轭线圈个数是依据这些变 压器的个数而决定。 在本发明的一实施例中，上述变压器的个数，是共轭线圈模块内的第一共轭线圈 个数的2倍。 基于上述，本发明的突波保护电路是利用将变压器中的每一中央抽头端分别对应 耦接至一共轭线圈模块的第一共轭线圈，且第一共轭线圈的另一端又彼此电性相接并耦接 至一突波吸收元件而接地，如此，当任一中央抽头端出现大电流时，部分的电流便可通过单 一突波吸收元件导引至接地端，达到保护电路的功效。此外，由于本发明的突波保护电路仅 采用单一突波吸收元件即可达到保护电路的功能，故降低了电路元件的成本。再者，相似的 技术方案亦可实行在局域网络连接器以及网络模块上的应用。 为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式 作详细说明如下。
图1所示为已知具突波保护电路的局域网络模块电路图。
图2所示为本发明一示范性实施例的电脑系统方块图。 图3所示为本发明一示范性实施例的网络模块电路图。 图4所示为本发明另一示范性实施例的网络模块局部电路示意图。
具体实施例方式
现将详细参考本发明的示范性实施例，在附图中说明所述示范性实施例的实例。 此外，在以下的示范性实施例与图式中，相同或相似的标号代表相同或相似的元件，以简化 说明。 图2所示为本发明一示范性实施例的电脑系统方块图。请参照图2，此电脑 系统200包括中央处理器(Central Processing Unit, CPU) 210、芯片组220、操作系统 (Operating System, OS) 230、网络模块240以及网络250，其中网络模块240还包括处理单 元242以及网络连接器(NetworkConnector)244。 中央处理器210 —般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元组成，而芯片组220是
6整个电脑的控制中心，用以联系中央处理器210和其它外围设备(例如是操作系统230或 是处理单元242)的运作。操作系统230是一管理电脑硬件(Hardware)与软件(Software) 资源的程序，其具管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出装置以 及操作网络与管理档案系统等功能，且同时也提供一个让使用者与系统互动的操作界面 (Interface)。 网络模块240中的处理单元242则用以管理数据的传送或接收，其耦接于网络连 接器244，如此一来，网络连接器244便可将由处理单元242所接收到的数据传送至网络 250。 以下将针对本示范性实施例的网络模块部分作更详细说明，在附图中说明前述的 网络模块的示范性实施例。 图3所示为本发明的示范性实施例的网络模块电路图。如图3所示，本实施例所 提供的网络模块300包括处理单元310以及网络连接器320。网络连接器320具有多个变 压器321、多个第二共轭线圈323(前述两项于图3中仅示意地所示四个)以及突波保护电 路325，其中网络连接器320例如是局域网络连接器。此外，在本实施例中，此网络模块300 还包括多个电阻R(图3中仅示意地所示四个)，电阻R具有第一端1与第二端2，而电阻R 的第一端1接地，且其第二端2耦接至变压器321与突波保护电路325。其中电阻R的第一 端1可通过电容C1接地。 变压器321的二次侧包括第一端点a、第二端点b以及中央抽头端c，其中每一中 央抽头端c分别与每一电阻R的第二端2对应耦接，且部分二次侧的第一端点a和第二端 点b可作为局域网络连接器的数据传送端组或者是接收端组。第二共轭线圈323具有第一 输入端A、第二输入端A、第一输出端和第二输出端b2，其中每一第二共轭线圈323的第 一输入端&和第二输入端a2分别对应耦至变压器321的二次侧的第一端点a和第二端点 b，而第一输出端^和第二输出端b2则分别耦接至网络(例如图2所示的网络250)。
突波保护电路325包括共轭线圈模块326以及突波吸收元件329，其中突波吸收元 件329具第一端1与第二端2，且其第一端1耦接至地。此外，突波吸收元件329例如是陶瓷 气体放电管(Gas Tube)、瞬态电压抑制器二极管(Transient Voltage Suppressor Diode， TVS)、火花放电器(SparkGap)或压敏电阻突波吸收器(Metal Oxide Varistor Surge Absorber,M0VSurge Absorber)。共轭线圈模i央326至少具有一第一共轭线圈328 (图3中 仅示意地画出两个)，其具有第一输入端A、第二输入端A、第一输出端^以及第二输出端 b2，且每一第一输入端ai和第二输入端a2分别对应耦接至每一变压器321的二次侧的中央 抽头端c，并同时分别对应耦接至每一电阻R的第二端2，而所有第一输出端^和第二输出 端b2皆电性相接并耦接至突波吸收元件329的第二端2。 此外，第一共轭线圈328的个数视变压器321的个数而决定，举例来说，若变压器 321的个数减至两个，则第一共轭线圈328个数只需一个，而变压器321的个数增至六个，则 第一共轭线圈328的个数便需增至三个，即每两个变压器321的每一中央抽头端c可分别 对应耦接至第一共轭线圈328的第一输入端ai与第二输入端a2。 上述已说明此网络模块300的电路设计方式，接下来将进一步说明本示范性实施 例的操作细节。 如图3所示，当突波发生时电压骤升(例如遭雷击)，使得元件内部的电流骤增，其中任一变压器321于中央抽头端c所产生的大电流，对应其电路连接方式在流经节点A、B、C 或D时，其中部分电流会经电阻R传送至地，而部分电流则会分流至第一共轭线圈328，并且 被突波吸收元件329引导至接地端。因此上述由突波吸收元件329所构成的突波保护电路 325能将骤升的能量做缓冲、耗损并将其余能量导引至接地端，因此大大降低对原有线路的 冲击。 值得注意的是，网络模块300进一步还可包括多个网络连接器320。图4所示为 本发明的另一示范性实施例的网络模块局部电路示意图。请同时参照图3与图4，本示范 性实施例的网络模块400包括四组网络连接器410、四个RJ45连接器420以及突波吸收元 件329，其中网络连接器410包括四个变压器321、四个第二共轭线圈323以及共轭线圈模 块326，且共轭线圈模块326具有两个第一共轭线圈(未示出)，其内部电路接法同图3。此 外，每一网络连接器410中的共轭线圈模块326，利用一缆线430彼此电性相接，并耦接至突 波元件329。如此一来，若任一网络连接器410的电流骤增，其部分电流便可从共轭线圈模 块326，并通过缆线430到达突波吸收元件329而引导至接地端，故在网络连接器410的个 数增加的情况下，本发明的网络模块400依旧可以使用单一突波吸收元件329达到保护所 有线路的功效。 综上所述，本发明主要是将已知的突波保护电路重新设计，利用将每一变压器分 别对应耦接至共轭线圈模块中的第一共轭线圈，且第一共轭线圈的另一端又彼此电性相接 并耦接至一突波吸收元件而接地，如此，当任一变压器电流骤增时，部分的电流便可通过此 突波吸收元件而导引至接地端，达到保护电路的功效。值得注意的是，由于本发明的突波保 护电路仅采用单一突波吸收元件即达到保护电路的功效，故降低了电路元件的成本，此外， 本发明的突波保护电路更可与其它电路模块搭配使用，在应用上拥有一定的兼容性。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域 中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明 的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
一种局域网络连接器的突波保护电路，适于耦接配置于上述局域网络连接器中的多个变压器，其特征是，上述突波保护电路包括共轭线圈模块，具有多个共轭线圈，而每一个共轭线圈具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，其中每一个上述这些共轭线圈的上述第一输入端和上述第二输入端分别耦接上述这些变压器的中央抽头端；以及突波吸收元件，具有第一端与第二端，上述第一端接地，上述第二端则耦接上述这些第一输出端和上述这些第二输出端。
2. 根据权利要求1所述的突波保护电路，其特征是，上述突波吸收元件包括陶瓷气体 放电管、瞬态电压抑制器二极管、火花放电器或压敏电阻突波吸收器。
3. —种局域网络连接器，其特征是，包括多个变压器，而每一个上述这些变压器的二次侧包括第一端点、第二端点和中央抽头丄山顺；共轭线圈模块，具有第一共轭线圈，而上述第一共轭线圈具有第一输入端和第二输入 端，用以分别耦接上述这些变压器的中央抽头端，且上述第一共轭线圈还包括第一输出端 和第二输出端；以及突波吸收元件，具有第一端与第二端，上述第一端接地，上述第二端则耦接上述第一共 轭线圈的上述第一输出端和上述第二输出端。
4. 根据权利要求3所述的局域网络连接器，其特征是，上述局域网络连接器还包括多 个电阻，分别具有第一端与第二端，而上述这些第一端接地，且上述这些第二端则分别对应 耦接至上述这些变压器的中央抽头端。
5. 根据权利要求4所述的局域网络连接器，其特征是，上述这些电阻的上述这些第一 端通过一电容接地。
6. 根据权利要求3所述的局域网络连接器，其特征是，上述突波吸收元件包括陶瓷气 体放电管、瞬态电压抑制器二极管、火花放电器或压敏电阻突波吸收器。
7. 根据权利要求3所述的局域网络连接器，其特征是，上述这些变压器的部分二次侧 的上述第一端点和上述第二端点，用以作为上述局域网络连接器的数据传送端组。
8. 根据权利要求3所述的局域网络连接器，其特征是，上述这些变压器的部分二次侧 的上述第一端点和上述第二端点，用以作为上述局域网络连接器的数据接收端组。
9. 根据权利要求3所述的局域网络连接器，其特征是，上述局域网络连接器还包括多 个第二共轭线圈，分别具有第一输入端和第二输入端，以对应耦接上述这些变压器其中之 一的二次侧的上述第一端点和上述第二端点，且上述这些第二共轭线圈还分别具有第一输 出端和第二输出端，用以耦接至网络。
10. 根据权利要求3所述的局域网络连接器，其特征是，上述共轭线圈模块内的上述第 一共轭线圈的个数是依据上述这些变压器的个数而决定。
11. 根据权利要求IO所述的局域网络连接器，其特征是，上述这些变压器的个数，是上 述共轭线圈模块内的上述第一共轭线圈的个数的2倍。
12. —种网络模块，其特征是，包括 处理单元，用以管理数据的传送或接收；以及网络连接器，适于分别耦接网络与上述处理单元，以接收或传送数据，而上述网络连接器包括多个变压器，而每一个上述这些变压器的二次侧包括第一端点、第二端点和中央抽头丄山顺；共轭线圈模块，具有第一共轭线圈，上述第一共轭线圈具有第一输入端和第二输入端， 并分别耦接至上述这些变压器的中央抽头端，且上述第一共轭线圈还具有第一输出端和第 二输出端；以及突波吸收元件，其第一端接地，其第二端则耦接上述第一共轭线圈的上述第一输出端 和上述第二输出端。
13. 根据权利要求12所述的网络模块，其特征是，上述网络模块还包括多个电阻，分别 具有第一端与第二端，而上述这些第一端接地，且上述这些第二端则分别对应耦接至上述 这些变压器的中央抽头端。
14. 根据权利要求13所述的网络模块，其特征是，上述这些电阻的上述这些第一端通 过一个电容接地。
15. 根据权利要求12所述的网络模块，其特征是，上述突波吸收元件包括陶瓷气体放 电管、瞬态电压抑制器二极管、火花放电器或压敏电阻突波吸收器。
16. 根据权利要求12所述的网络模块，其特征是，上述这些变压器的部分二次侧的上 述第一端点和上述第二端点，用以作为上述网络连接器的数据传送端组。
17. 根据权利要求12所述的网络模块，其特征是，上述这些变压器的部分二次侧的上 述第一端点和上述第二端点，用以作为上述网络连接器的数据接收端组。
18. 根据权利要求12所述的网络模块，其特征是，上述网络模块还包括多个第二共轭 线圈，分别具有第一输入端和第二输入端，以对应耦接上述这些变压器其中之一的二次侧 的上述第一端点和上述第二端点，且上述这些第二共轭线圈还分别具有第一输出端和第二 输出端，用以耦接至网络。
19. 根据权利要求12所述的网络模块，其特征是，上述共轭线圈模块内的上述第一共 轭线圈的个数是依据上述这些变压器的个数而决定。
20. 根据权利要求12所述的网络模块，其特征是，上述这些变压器的个数，是上述共轭 线圈模块内的上述第一共轭线圈的个数的2倍。
全文摘要
一种局域网络连接器的突波保护电路，适于耦接配置于局域网络连接器中的多个变压器。突波保护电路包括一共轭线圈模块以及一突波吸收元件，其中，突波保护电路至少具有一共轭线圈，而每一共轭线圈具有一第一输入端、一第二输入端、一第一输出端和一第二输出端，且每一共轭线圈的第一输入端和第二输入端分别耦接这些变压器的中央抽头端。突波吸收元件的第一端接地，而第二端则耦接这些第一输出端和这些第二输出端。
文档编号H04L12/00GK101752853SQ20081018438
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月10日 优先权日2008年12月10日
发明者曹伟君, 李右翔 申请人:永硕联合国际股份有限公司