静电防护网络端口和网络通讯设备的制作方法

1.本实用新型实施例涉及网络端口防护技术领域，尤其涉及一种静电防护网络端口和网络通讯设备。


背景技术：

2.绝大部分的网通ap和路由器的网口rj45连接器都是塑胶外壳，随着客户对网络端口静电防护的要求越来越高，对网络端口的静电防护测试等级和对网络端口的静电防护测试方法都在相应的提高。网络端口的静电防护测试等级由原来的接触放电4kv、空气放电8kv，提高到接触放电6kv、8kv，空气放电10kv、12kv、15kv。目前常规的网络端口的设计，一般采用初级bob-smith电路接地做静电防护，无法满足客户对网络端口静电抗干扰需求。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供一种静电防护网络端口和网络通讯设备，以提高网络端口的抗静电能力。
4.第一方面，本实用新型实施例提供了一种静电防护网络端口，其包括电路板；所述电路板包括端口芯片、网络变压器、第一级防护模块、第二级防护模块、rj45连接器以及指示模块；
5.所述网络变压器的初级中心抽头端通过所述第一级防护模块接地，所述端口芯片、第二级防护模块以及网络变压器的次级端连接，所述第一级防护模块用于将静电电位钳位于第一阈值静电压，所述网络变压器用于将所述第一阈值静电压衰减为第二阈值静电压，所述第二级防护模块用于将所述第二阈值静电压钳位于第三阈值静电压，以降低静电电位；其中，所述第一阈值静电压大于所述第二阈值静电压，所述第二阈值静电压大于所述第三阈值静电压；
6.所述rj45连接器与所述网络变压器的初级线圈连接，所述rj45连接器用于连接外部网络；
7.所述指示模块与所述端口芯片连接，所述指示模块用于指示所述静电防护网络端口的网络连接状态及数据传输状态。
8.可选地，所述指示模块包括第一防静电单元、第二防静电单元以及发光单元；
9.所述发光单元的第一端、所述第一防静电单元的第一端以及电源端连接，第一防静电单元的第二端接地，所述第一防静电单元用于将所述发光单元的第二端嵌位于所述第一防静电单元的钳位电压；
10.第二防静电单元的第一端与所述端口芯片连接，所述第二防静电单元的第二端与所述发光单元的第二端连接，所述第二防静电单元的第三端接地，所述第二防静电单元用于降低静电电压。
11.可选地，所述rj45连接器包括塑胶壳、部分封装于所述塑胶壳内部的多个网络信号金属引脚和全部封装于所述塑胶壳内部的发光管封装结构；
12.所述发光单元封装于所述发光管封装结构的一端，所述发光管封装结构的另一端与所述塑胶壳的插孔孔边齐平，所述发光管封装结构的长度大于5毫米；
13.所述网络信号金属引脚到所述塑胶壳的插孔孔边的距离大于5毫米；
14.所述网络信号金属引脚与所述网络变压器的初级线圈连接。
15.可选地，所述电路板还包括防静电信号线和接地平面；
16.所述防静电信号线和所述接地平面连接，所述防静电信号线和所述接地平面围绕所述端口芯片、所述网络变压器、所述第一级防护模块、所述第二级防护模块、未封装于所述塑胶壳内部的所述多个网络信号金属引脚以及所述指示模块引脚环形铺设。
17.可选地，所述第一防静电单元包括瞬态二极管；
18.所述瞬态二极管的第一极作为所述第一防静电单元的第一端，所述瞬态二极管的第二极作为所述第一防静电单元的第二端。
19.可选地，所述第二防静电单元包括电阻和电容；
20.所述电阻的第一端和所述电容的第一端连接，并作为所述第二防静电单元的第一端，所述电阻的第二端作为所述第二防静电单元的第二端，所述电容的第二端作为所述第二防静电单元的第三端。
21.可选地，所述发光单元包括发光二极管；
22.所述发光二极管的阳极作为所述发光单元的第一端，所述发光二极管的阴极作为所述发光单元的第二端。
23.可选地，所述第一级防护模块包括压敏电阻、半导体放电管或气体放电管；所述第二级防护模块包括瞬态二极管阵列芯片。
24.可选地，所述rj45连接器为绝缘塑胶材料。
25.第二方面，本实用新型实施例还提供了一种网络通讯设备，其包括上述任意实施例提出的静电防护网络端口。
26.本实用新型实施例通过，第一级防护模块将静电电位钳位于第一阈值静电压，网络变压器将第一阈值静电压耦合为第二阈值静电压，第二级防护模块将第二阈值静电压钳位于第三阈值静电压，使外部静电输入逐渐降低。由此，最终输入到端口芯片的电压在端口芯片的可承受范围内，从而防止了端口芯片被静电破坏，提高了端口芯片对外部静电的抗干扰能力。指示模块可以实时指示端口芯片的网络连接状态，便于用户通过指示模块实时查看网络端口的网络连接情况。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型实施例提供的一种静电防护网络端口的电路结构示意图；
29.图2为本实用新型实施例提供的另一种静电防护网络端口的电路结构示意图；
30.图3为本实用新型实施例提供的一种rj45连接器的正视图；
31.图4为本实用新型实施例提供的一种rj45连接器的侧视图；
32.图5为本实用新型实施例提供的一种rj45连接器的侧视透视图；
33.图6为本实用新型实施例提供的一种静电防护网络端口电路板的结构示意图；
34.图7为本实用新型实施例提供的另一种静电防护网络端口的电路结构示意图；
35.图8为本实用新型实施例提供的另一种静电防护网络端口的电路结构示意图；
36.图9为本实用新型实施例提供的另一种静电防护网络端口的电路结构示意图；
37.图10为本实用新型实施例提供的另一种静电防护网络端口的电路结构示意图；
38.图11为本实用新型实施例提供的一种网络通讯设备的结构示意图。
具体实施方式
39.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
40.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
41.本实用新型提供了一种静电防护网络端口，图1为本实用新型实施例提供的一种静电防护网络端口的电路结构示意图。如图1所示，该静电防护网络端口包括电路板100；电路板100包括端口芯片110、网络变压器120、第一级防护模块130、第二级防护模块140、rj45连接器180以及指示模块150；网络变压器120的初级中心抽头端通过第一级防护模块130接地，端口芯片110、第二级防护模块140以及网络变压器120的次级端连接，第一级防护模块130用于将静电电位钳位于第一阈值静电压，网络变压器120用于将第一阈值静电压衰减为第二阈值静电压，第二级防护模块140用于将第二阈值静电压钳位于第三阈值静电压，以降低静电电位；其中，第一阈值静电压大于第二阈值静电压，第二阈值静电压大于第三阈值静电压；rj45连接器180与网络变压器120的初级线圈连接，rj45连接器180用于连接外部网络；指示模块150与端口芯片110连接，指示模块150用于指示静电防护网络端口的网络连接状态及数据传输。
42.其中，当网络端口接触放电增大、空气放电增大或进行空口测试时，网口rj45连接器的180金属引脚容易被静电泄放，并将静电传输入端口芯片110，从而造成端口芯片110损坏，使得网络端口无线网络数据传输的功能失效。对此，需要提高网络端口的静电防护能力。
43.静电防护网络端口包括电路板100，可以通过对电路板100上的电路进行防护设计实现电路的静电防护。具体地，第一级防护模块130可以吸收高达数千瓦的静电浪涌功率，从而将输入的静电电位箝位于一个预定值，即第一阈值静电压，由此可以使输入到网络变
压器120初级中心抽头的静电电压固定在一定的电压值，从而强制降低了输入的静电电压。网络变压器120可以将端口芯片110与外部输入隔离，可以通过衰减作用将外部输入的第一阈值静电压降低为第二阈值静电压，在一定程度上加强了对端口芯片110的安全防护。第二级防护模块140也可以吸收高达数千瓦的静电浪涌功率，可以将经由网络变压器120耦合到网络变压器120次级端的静电电位(第二阈值静电压)箝位于一个预定值，即第三阈值静电压。由此可见，在外部静电输入到端口芯片110的过程中，静电电压经过第一级防护模块130、网络变压器120以及第二级防护模块140的防护处理逐渐降低，使得最终输入到端口芯片110的电压在端口芯片110的可承受范围内，从而防止了端口芯片110被静电破坏，提高了端口芯片110对外部静电的抗干扰能力。端口芯片110为静电防护网络端口的核心模块，其可以接收或发送网络信号，进而辅助通讯设备完成与其他设备的信息交互，因此，提高对端口芯片110的静电防护，即为提高静电防护网络端口的静电防护能力。示例性的，端口芯片110包括phy芯片。rj45连接器180与网络变压器120的初级线圈连接，rj45连接器180可以与外部网络通讯连接，即接收外部网络发送的数据或给外部网络发送数据。指示模块150可以通过端口芯片110反馈的信号，指示静电防护网络的网络是否连接以及数据传输是否正常，即可以实时显示静电防护网络端口的网络连接状态及数据传输状态。
44.本实用新型实施例通过，第一级防护模块130将静电电位钳位于第一阈值静电压，网络变压器120将第一阈值静电压衰减为第二阈值静电压，第二级防护模块140将第二阈值静电压钳位于第三阈值静电压，使外部静电输入逐渐降低。由此，最终输入到端口芯片110的电压在端口芯片110的可承受范围内，从而防止了端口芯片110被静电破坏，提高了端口芯片110对外部静电的抗干扰能力。rj45连接器180可以与外部网络通讯连接，即接收外部网络发送的数据或给外部网络发送数据。指示模块150通过端口芯片110反馈的信号，实时显示静电防护网络端口的网络连接状态及数据传输状态，便于用户通过指示模块150实时查看静电防护网络端口的网络连接和数据传输情况。
45.在上实施例的基础上，图2为本实用新型实施例提供的另一种静电防护网络端口的电路结构示意图。如图2所示，指示模块150包括第一防静电单元151、第二防静电单元152以及发光单元153；发光单元153的第一端、第一防静电单元151的第一端以及电源端连接，第一防静电单元151的第二端接地，第一防静电单元151用于将发光单元153的第二端嵌位于第一防静电单元151的钳位电压；第二防静电单元152的第一端与端口芯片110连接，第二防静电单元152的第二端与发光单元153的第二端连接，第二防静电单元152的第三端接地，第二防静电单元152用于降低静电电压。
46.其中，第一防静电单元151可以吸收高达数千瓦的静电浪涌功率，从而将输入的静电电位箝位于一个预定电压，并且该预定电压需要等于第一防静电单元151的钳位电压，由此可以保护电源端提供给发光单元153的电压不受静电干扰。第二防静电单元152可以降低输入的静电电压，从而保证端口芯片110提供给发光单元153的发光信号不会受到静电的干扰。由此可知，第一防静电单元151和第二防静电单元152可以对输入到发光单元153两端的静电进行防护处理，从而保证了发光单元153根据端口芯片110输出的发光信号正常发光。
47.在上实施例的基础上，图3为本实用新型实施例提供的一种rj45连接器的正视图，图4为本实用新型实施例提供的一种rj45连接器的侧视图，图5为本实用新型实施例提供的一种rj45连接器的侧视透视图，参考图3-图5，rj45连接器180包括塑胶壳210、部分封装于
塑胶壳210内部的多个网络信号金属引脚220和全部封装于塑胶壳210内部的发光管封装结构150；发光单元153封装于发光管封装结构150的一端，发光管封装结构150的另一端与塑胶壳210的插孔孔边齐平，发光管封装结构150的长度大于5毫米；网络信号金属引脚220到塑胶壳210的插孔孔边的距离大于5毫米；网络信号金属引脚220与网络变压器的初级线圈连接。
48.具体地，可以增大指示模块150的长度
△
x1来减少静电击穿rj45连接器180的塑胶壳210传输给发光单元153的静电耦合能量。还可以通过增大网络信号金属引脚220到塑胶壳210的插孔孔边的距离
△
x2来减少静电击穿塑胶壳210传输给指示模块150的静电耦合能量。
49.在上实施例的基础上，图6为本实用新型实施例提供的一种静电防护网络端口电路板的结构示意图。如图5和图6所示，电路板100还包括防静电信号线160和接地平面170；防静电信号线160和接地平面170连接，防静电信号线160和接地平面170围绕端口芯片110、网络变压器120、第一级防护模块130、第二级防护模块140、未封装于塑胶壳210内部的多个网络信号金属引脚220以及指示模块引脚1531环形铺设。
50.其中，在电路板100的设计上需要减少静电能量进入电路板100上设置的各个功能模块。例如，防静电信号线160和接地平面170将端口芯片110、网络变压器120、第一级防护模块130、第二级防护模块140、未封装于塑胶壳210内部的多个网络信号金属引脚220以及指示模块引脚1531围绕起来，可以使静电进入的第一时间泄放到防静电信号线160和接地平面170，从而减少静电对静电防护网络端口电路的影响。
51.在上实施例的基础上，图7为本实用新型实施例提供的另一种静电防护网络端口的电路结构示意图。如图7所示，第一防静电单元151包括瞬态二极管t1；瞬态二极管t1的第一极作为第一防静电单元151的第一端，瞬态二极管t1的第二极作为第一防静电单元151的第二端。
52.具体地，瞬态二极管t1(transient voltage suppressor，tvs)，是一种二极管形式的高效能保护器件。当瞬态二极管t1的两极受到瞬态高能量冲击时，可以将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护后续电路免受各种浪涌脉冲的损坏。瞬态二极管t1的第一极作为第一防静电单元151的第一端，也就是瞬态二极管t1的第一极、发光单元153的第一端、以及电源端连接。瞬态二极管t1的第二极作为第一防静电单元151的第二端，也就是瞬态二极管t1的第二极接地，由此瞬态二极管t1可以保护电源端提供给发光单元153的电压不受静电干扰。此外，瞬态二极管t1具有响应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。
53.在上实施例的基础上，图8为本实用新型实施例提供的另一种静电防护网络端口的电路结构示意图。如图8所示，第二防静电单元152包括电阻r1和电容c；电阻r1的第一端和电容c的第一端连接，并作为第二防静电单元152的第一端，电阻r1的第二端作为第二防静电单元152的第二端，电容c的第二端作为第二防静电单元152的第三端。
54.具体地，电阻r1的第一端、电容c的第一端以及端口芯片110连接，电阻r1的第二端与发光单元153连接，电容c的第二端接地。电阻r1可以对输入的静电干扰进行分压。电容c可以对输入的静电高频能量进行吸收，确保端口芯片110输出的发光信号不会受到静电干
扰。
55.在上实施例的基础上，图9为本实用新型实施例提供的另一种静电防护网络端口的电路结构示意图。如图9所示，发光单元153包括发光二极管d；发光二极管d的阳极作为发光单元153的第一端，发光二极管d的阴极作为发光单元153的第二端。
56.具体地，发光二极管d的阳极作为发光单元153的第一端，也就是发光二极管d的阳极与第一防静电单元151连接。发光二极管d的阴极作为发光单元153的第二端，也就是发光二极管d的阴极与第二防静电单元152连接。其中，发光二极管d可以通过发光状态指示静电防护网络端口的网络连接情况。例如，发光二极管d发光，则指示静电防护网络端口的网络连接正常；发光二极管d不发光，则指示静电防护网络端口的网络连接不正常。
57.在上实施例的基础上，继续参考图9，第一级防护模块130包括压敏电阻r2、半导体放电管或气体放电管；第二级防护模块140包括瞬态二极管阵列芯片tvs4。
58.其中，压敏电阻r2是一种限压型保护器件。利用压敏电阻r2的非线性特性，当过电压出现在压敏电阻r2的两极间，压敏电阻r2可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。半导体放电管是一种过压保护器件，是利用晶闸管原理制成的，依靠pn结的击穿电流触发器件导通放电，可以流过很大的浪涌电流或脉冲电流。其击穿电压的范围，构成了过压保护的范围，从而实现对后级电路的保护。气体放电管指用作电压保护的避雷管或天线开关管一类，气体放电管的管内有二个或多个电极，充有一定量的惰性气体。当外加电压增大到使气体放电管极间场强超过气体的绝缘强度时，气体放电管两极之间的间隙将放电击穿，气体放电管由原来的绝缘状态转化为导电状态，气体放电管导通后放电管两极之间的电压维持在放电弧道所决定的残压水平，这种残压一般很低，从而使得与气体放电管连接的器件免受过电压的损坏。瞬态二极管阵列芯片tvs4是瞬态二极管集成芯片，当瞬态二极管阵列芯片tvs4的各个引脚受到瞬态高能量冲击时，可以将其引脚间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，从而有效地保护后续电路免受各种浪涌脉冲的损坏。
59.可选地，塑胶壳为绝缘塑胶材料。
60.其中，塑胶壳采用绝缘塑胶材料可以防止静电压导入静电防护网络端口。
61.图10为本实用新型实施例提供的另一种静电防护网络端口的电路结构示意图，参考图10和图3，其中，rj45连接器180与所述网络变压器120的初级线圈连接。具体地，rj45连接器180的每一网络信号金属引脚220与网络变压器120的初级线圈连接。
62.图11为本实用新型实施例提供的一种网络通讯设备的结构示意图，如图10所示，该网络通讯设备01包括本实用新型任意实施例所提供的静电防护网络端口02。因此具有本实用新型实施例提供的静电防护网络端口02的有益效果，此处不再赘述。
63.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本实用新型中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本实用新型的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
64.上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。