本实用新型属于电子设备技术领域，尤其涉及一种低残压网络接口防护电路及装置。
背景技术：
电路网络接口作为目前最主流的传输方式之一，其远距离的传输导致其在正常应用中受到雷电和感应过电压的干扰已成为常态，雷电能够使各种通信总线构成的系统遭到严重的损坏，感应过电压干扰也严重影响着通信总线的数据传输质量。目前主流的防护有两种，一是在网口前端加防雷器，然而防雷器价格昂贵、保护残留电压高以及外置影响产品美观；二是在印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)上加防护元器件形成防护电路，比如在网络变压器前级或者网络变压器后级加静电阻抗器(Electro-Static discharge，ESD)的单级防护电路，在初级共模中采用气体放电管(Gas Discharge Tube，GDT)或者浪涌电压抑制器(Thyristor Surge Suppressor，TSS)，然后在网络变压器后级加ESD的多级组合多级组合防护，然而此类方案防护等级只能应对10/700us通信波，并且残压高容易损坏次级电路芯片。
因此，传统的端口防护技术存在着残压较高、容易损坏次级电路芯片的问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种低残压网络接口防护电路及装置，旨在解决传统的端口防护技术存在着残压较高、容易损坏次级电路芯片的问题。
本实用新型实施例提供了一种低残压网络接口防护电路，连接于差分信号源与后端网络集成电路之间，所述低残压网络接口防护电路包括：
用于对所述差分信号源的输出信号进行第一次放电泄流的第一级保护单元，所述第一级保护单元的第一端与所述差分信号源的第一端连接，所述第一级保护单元的第二端与所述差分信号源的第二端连接；
用于消除所述低残压网络接口防护电路中产生的寄生耦合的第一级退耦单元，所述第一级退耦单元的第一输入端与所述第一级保护单元的第一端连接，所述第一级退耦单元的第二输入端与所述第一级保护单元的第二端连接；
用于对所述第一级保护单元输出的残余电压进行第二次放电泄流的第二级保护单元，所述第二级保护单元的第一端与所述第一级退耦单元的第一输出端连接，所述第二级保护单元的第二端与所述第一级退耦单元的第二输出端连接；
用于降低浪涌电压，并输出优化电压给所述后端网络集成电路的第二级退耦单元，所述第二级退耦单元的第一输入端与所述第二级保护单元的第一端连接，所述第二级退耦单元的第二输入端与所述第二级保护单元的第二端连接，所述第二级退耦单元的第一输出端与所述后端网络集成电路的第一输入端连接，所述第二级退耦单元的第二输出端与所述后端网络集成电路的第二输入端连接。
本实用新型的另一目的在于，提供一种低残压网络接口防护装置，所述低残压网络接口防护装置包括差分信号源和后端网络集成电路，所述低残压网络接口防护装置还包括连接于所述差分信号源和所述后端网络集成电路之间的如上述任一项所述的低残压网络接口防护电路。
本实用新型中的低残压网络接口防护电路连接于差分信号源与后端网络集成电路之间，该低残压网络接口防护电路包括第一级保护单元、第一级退耦单元、第二级保护单元以及第二级退耦单元，通过第一级保护单元和第二级保护单元两级防护电路对浪涌电流进行分级吸收，并采用第一级退耦单元和第二级退耦单元消除电路中的寄生耦合以及降低浪涌电压，使得电源输出端输出稳定的电压，保证了后端网络集成电路的安全性，本实用新型采用多级组合式防护，在不影响产品性能的前提下，避免了雷击等因素造成的通信中断、死机及产品损坏等问题，并降低了后期维护成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例1提供的一种低残压网络接口防护电路的模块结构图；
图2是本实用新型实施例2提供的一种低残压网络接口防护电路的电路结构图；
图3是本实用新型实施例3提供的一种低残压网络接口防护电路的电路结构图；
图4是本实用新型实施例4提供的一种低残压网络接口防护电路的电路结构图；
图5示出了连接4对差分信号线输入时低残压网络接口防护装置的电路结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
图1是本实用新型实施例1提供的一种低残压网络接口防护电路的电路结构图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
本实用新型实施例提供的一种低残压网络接口防护电路20包括：用于对输入信号进行第一次放电泄流的第一级保护单元201，第一级保护单元的第一端与差分信号源10的第一端连接，第一级保护单元201的第二端与差分信号源10的第二端连接；用于消除低残压网络接口防护电路中产生的寄生耦合的第一级退耦单元202，第一级退耦单元202的第一输入端与第一级保护单元201的第一端连接，第一级退耦单元202的第二输入端与第一级保护单元201的第二端连接；用于对第一级保护单元201输出的残余电压进行第二次放电泄流的第二级保护单元203，第二级保护单元203的第一端与第一级退耦单元202的第一输出端连接，第二级保护单元203的第二端与第一级退耦单元202的第二输出端连接；用于降低浪涌电压的第二级退耦单元204，第二级退耦单元204的第一输入端与第二级保护单元203的第一端连接，第二级退耦单元204的第二输入端与第二级保护单元203的第二端连接，第二级退耦单元204的第一输出端与后端网络集成电路30的第一输入端连接，第二级退耦单元204的第二输出端与后端网络集成电路30的第二输入端连接。
图2是本实用新型实施例2提供的一种低残压网络接口防护电路的电路结构图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
本实施例中的第一级保护单元201为气体放电管GDT1，气体放电管GDT1的第一极作为第一级保护单元201的第一端，气体放电管GDT1的第二极作为第一级保护单元201的第二端，气体放电管GDT1的第三极接地。
作为本实用新型一实施例，气体放电管GDT1为三极陶瓷放电管，本实施例中的陶瓷放电管采用陶瓷密闭封装，内部由三个带间隙的金属电极充以惰性气体构成，当加到两电极端的电压达到使气体放电管内的气体击穿时，气体放电管开始放电，由高阻抗变成低阻抗，使浪涌电压迅速短路至接近零电压，并将过电流释放入地，从而对后续电路起到保护作用。
作为本实用新型一实施例，第一级保护单元201包括第一两极陶瓷放电管和第二两极陶瓷放电管，其中，第一两极陶瓷放电管的第一极接差分信号源的第一端，第一两极陶瓷放电管的第二极接地，第二两极陶瓷放电管的第一极接差分信号源的第二端，第二两极陶瓷放电管的第二极接地。
作为本实用新型一实施例，第一级退耦单元202包括：第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的第一端作为第一级退耦单元202的第一输入端，第一电阻R1的第二端作为第一级退耦单元202的第一输出端，第二电阻R2的第一端作为第一级退耦单元202的第二输入端，第二电阻R2的第二端作为第一级退耦单元202的第二输出端。在本实施例中，第一级退耦单元202用于防止第一级保护单元201与第二级保护单元203中的电流在降流变化过程中由于在供电电路中所形成电流冲动对供电网络稳定性产生影响，此时，第一级退耦单元202可以有效消除电路供电网络之间的寄生耦合。
作为本实用新型一实施例，第一电阻R1与第二电阻R2的阻值为2.2欧姆。具体地，此时，第一电阻R1与第二电阻R2的阻值为抗浪涌电阻，第一电阻R1与第二电阻R2可以承受的最大功率为2W，当第一电阻R1与第二电阻R2的功率大于2W时，第一电阻R1与第二电阻R2熔断，用于保护最后次级电路不受过高的浪涌电流损坏。
作为本实用新型一实施例，本实施例中的第二级保护单元203包括：第一二极管D1、第一单向瞬态电压抑制二极管TVS1、第二二极管D2、第二单向瞬态电压抑制二极管TVS2；第一单向瞬态电压抑制二极管TVS1的阴极与第二二极管D2的阴极共接作为第二级保护单元203的第一端，第一单向瞬态电压抑制二极管TVS1的阳极与第一二极管D1的阳极连接，第二二极管D2的阳极与第二单向瞬态电压抑制二极管TVS2的阳极连接，第一二极管D1的阴极与第二单向瞬态电压抑制二极管TVS2的阴极共接作为第二级保护单元203的第二端。在本实施例中，第一二极管D1和第二二极管D2为快恢复二极管，具体的，通过利用快恢复二极管的反向恢复时间较短、正向压降较低、反向击穿电压较高的特点与单向瞬态电压抑制二极管串联后再进行并联实现浪涌电流的泄流。
作为本实用新型一实施例，第二级退耦单元204包括：第三电阻R3、第四电阻R4；第三电阻R3的第一端作为第二级退耦单元204的第一输入端，第三电阻R3的第二端作为第二级退耦单元204的第一输出端，第四电阻R4的第一端作为第二级退耦单元204的第二输入端，第四电阻R4的第二端作为第二级退耦单元204的第二输出端。
作为本实用新型一实施例，第三电阻R3与第四电阻R4的阻值均为2.2欧姆。具体的，在本实施例中设置第三电阻R3与第四电阻R4的阻值均为2.2欧姆可以降低进入第二级退耦单元204中的浪涌电压，并可以在不影响正常网络通信的情况下保证次级电路的安全。
作为本实用新型一实施例，第一变压器T1和第二变压器T2的线圈比例为1:1，通过等比例线圈的变压器对输入的信号进行过滤，避免了输入电路中的信号被干扰的问题。
图3是本实用新型实施例3提供的一种低残压网络接口防护电路的电路结构图，在本实施例中，第二级退耦单元204与后端网络集成电路30之间还连接有网络变压器单元205，网络变压器单元205的第一输入端与第二级退耦单元204的第一输出端连接，网络变压器单元205的第二输入端与第二级退耦单元204的第二输出端连接，网络变压器单元205的第一输出端与后端网络集成电路30的第一输入端连接，网络变压器单元205的第二输出端与后端网络集成电路30的第二输入端连接；
作为本实用新型一实施例，网络变压器单元205包括：第一变压器T1、第二变压器T2、第五电阻R5、第一电容C1、第三变压器T3、第一电感L1、第二电感L2、第六电阻R6、第二电容C2；
第一变压器T1的第一输入端作为网络变压器单元205的第一输入端，第二变压器T2的第一输入端作为网络变压器单元205的第二输入端，第一变压器T1的第二输入端与第二变压器T2的第二输入端共接于第五电阻R5的第一端，第五电阻R5的第二端与第一电容C1的第一端连接，第一电容C1的第二端接地，第一变压器T1的第二输出端与第二变压器T2的第二输出端连接，第一变压器T1的第一输出端与第三变压器T3的第一输入端连接，第二变压器T2的第一输出端与第三变压器T3的第二输入端连接，第三变压器T3的第一输出端与第一电感L1的第一端共接作为网络变压器单元205的第一输出端，第三变压器T3的第二输出端与第二电感L2的第一端共接作为网络变压器单元元205的第二输出端，第一电感L1的第二端与第二电感L2的第二端共接于第六电阻R6的第一端，第六电阻R6的第二端与第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端接地。
图4是本实用新型实施例4提供的一种低残压网络接口防护电路的电路结构图，在本实施例中，网络变压器单元205与后端网络集成电路30之间还连接有第三级保护单元206，第三级保护单元206的第一端与网络变压器单元205的第一输出端连接，第三级保护单元206的第二端与网络变压器单元205的第二输出端连接。具体的，第三级保护单元206包括：第三单向瞬态电压抑制二极管TVS3、第三二极管D3、第四单向瞬态电压抑制二极管TVS4以及第四二极管D4；第三单向瞬态电压抑制二极管TVS3的阴极与第四二极管D4的阴极共接作为第三级保护单元206的第一端，第三二极管D3的阳极与第三单向瞬态电压抑制二极管TVS3的阳极连接，第四单向瞬态电压抑制二极管TVS4的阳极与第四二极管D4的阳极连接，第三二极管D3的阴极与第四单向瞬态电压抑制二极管TVS4的阴极共接作为第三级保护单元206的第二端。
作为本实用新型一实施例，差分信号源10通过多对差分线输入时，每对差分信号线均接入对应的如上述各实施例中的低残压网络接口防护电路20，使差分信号通过对应的低残压网络接口防护电路20进入后端网络集成电路30。
本实用新型还提出一种低残压网络接口防护装置，该低残压网络接口防护装置连接于差分信号源10与后端网络集成电路30之间，该低残压网络接口防护装置包括如上述任一项实施例中所述的低残压网络接口防护电路。
作为本实用新型一实施例，差分信号源10通过多对差分线输入时，每对差分信号线均接入对应的如上述各实施例中的低残压网络接口防护电路20，使差分信号通过对应的低残压网络接口防护电路20进入后端网络集成电路30。例如，图5示出了连接4对差分信号线输入时低残压网络接口防护装置的电路结构图，从图5中可以看出，本实施例中的第一低残压网络接口防护电路包括：第十一气体放电管GDT11、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十一二极管D11、第十一单向瞬态电压抑制二极管TVS11、第十二二极管D12、第十二单向瞬态电压抑制二极管TVS12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十一变压器T11、第十二变压器T12、第十五电阻R15以及第十一电容C11、第十三变压器T13、第十一电感L11、第十二电感L12、第十六电阻R16、第十三单向瞬态电压抑制二极管TVS13、第十三二极管D13、第十四单向瞬态电压抑制二极管TVS14以及第十四二极管D14。
具体的，第十一气体放电管GDT11的第一极、第十一电阻R11的第一端以及第一差分信号源的第一端共接，第十一气体放电管GDT11的第二极、第十二电阻R12的第一端以及第一差分信号源的第二端连接，第十一单向瞬态电压抑制二极管TVS11的阴极与第二二极管D2的阴极与第十一电阻的第二端以及第十三电阻R13的第一端共接，第十一单向瞬态电压抑制二极管TVS11的阳极与第十一二极管D1的阳极连接，第十二二极管D12的阳极与第十二单向瞬态电压抑制二极管TVS12的阳极连接，第十一二极管D11的阴极与第十二单向瞬态电压抑制二极管TVS12的阴极与第十二电阻的第二端以及第十四电阻R14的第一端共接。第十一变压器T11的第一输入端与第十三电阻R13的第二端连接，第十四电阻R14的第二端与第十二变压器T12的第一输入端连接，第十一变压器T11的第二输入端、第十二变压器T12的第二输入端与第十五电阻R15的第一端共接，第十五电阻R15的第二端与第十一电容C11的第一端连接，第十一电容C11的第二端接地。第十一变压器T11的第一输出端与第十三变压器的第一输入端连接，第十一变压器T11的第二输出端与第十二变压器T12的第二输出端连接，第十二变压器T12的第一输出端与第十三变压器T13的第二输入端连接，第十三变压器T13的第一输出端、第十一电感L11的第一端、第十三单向瞬态电压抑制二极管TVS13的阴极、第十四二极管D4的阴极与第一后端网络集成电路的第一输入端共接，第十三变压器T13的第二输出端、第十二电感L12的第一端、第十三二极管D13的阴极、第十四单向瞬态电压抑制二极管TVS14的阴极与第一后端网络集成电路的第二输入端共接，第十一电感L11的第二端、第十二电感L12的第二端共接与第十六电阻R16的第一端共接，第十三二极管D13的阳极与第十三单向瞬态电压抑制二极管TVS13的阳极连接，第十四单向瞬态电压抑制二极管TVS14的阳极与第十四二极管D14的阳极连接。
在本实施例中，第一低残压网络接口防护电路对应连接于第一差分信号源与第一后端网络集成电路之间，第二低残压网络接口防护电路对应连接于第二差分信号源与第二后端网络集成电路之间，第三低残压网络接口防护电路对应连接于第三差分信号源与第三后端网络集成电路之间，第四低残压网络接口防护电路对应连接于第四差分信号源与第四后端网络集成电路之间，其中，第二低残压网络接口防护电路、第三低残压网络接口防护电路以及第四低残压网络接口防护电路的电路结构与第一低残压网络接口防护电路的电路结构相同，且第一低残压网络接口防护电路中的第十一气体放电管GDT11、第二低残压网络接口防护电路中的第二十一气体放电管GDT21、第三低残压网络接口防护电路中的第三十一气体放电管GDT31与第四低残压网络接口防护电路中的第四十一气体放电管GDT41共接于地，第一低残压网络接口防护电路中的第十六电阻R16的第二端、第二低残压网络接口防护电路中的第二十六电阻R26的第二端、第三低残压网络接口防护电路中的第三十六电阻R36的第二端与第四低残压网络接口防护电路中的第四十六电阻R46的第二端与公共电容C0共接，公共电容C0的第二端接地。
综上，本实用新型实施例提供的的低残压网络接口防护电路连接于差分信号源与后端网络集成电路之间，该低残压网络接口防护电路包括第一级保护单元、第一级退耦单元、第二级保护单元以及第二级退耦单元，通过第一级保护单元和第二级保护单元两级防护电路对浪涌电流进行分级吸收，并采用第一级退耦单元和第二级退耦单元消除电路中的寄生耦合以及降低浪涌电压，使得电源输出端输出稳定的电压，保证了后端网络集成电路的安全性，本实用新型采用多级组合式防护，在不影响产品性能的前提下，避免了雷击等因素造成的通信中断、死机及产品损坏等问题，并降低了后期维护成本。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。