用于以太网络的保护电路及具有保护电路的受电端设备的制作方法

本实用新型是关于一种用于以太网络的保护电路。具体而言，本实用新型的保护电路可设置于以太网络中的受电端设备，以对受电端设备提供突波保护。

背景技术：

以太网络（Ethernet）相关产品已成为人们生活中必需品。以太网络供电（Power over Ethernet）设备也在生活上存在许多应用。以太网络供电（Power over Ethernet）设备分为供电端装置（Power Source Equipment；PSE）及受电端装置（Powered Device；PD）。供电端装置提供受电端装置所需的直流电源及/或网络通讯。然而，由于受电端设备（例如：户外的网络摄影机或无线中继设备等其他受电端设备）通常安装在户外，因此较容易受到突波（例如：雷击突波）的损害。

有鉴于此，如何提供一种具有突波保护作用的电路或装置，其可同时对共模突波与差模突波提供保护，避免以太网络受电端设备因受到突波而损坏，为此一业界亟待解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于以太网络的保护电路及具有该保护电路的受电端设备。保护电路可同时对以太网络受电端设备提供共模突波与差模突波的保护功能，避免在以太网络受电端设备安装于户外时而受到突波（例如：雷击突波）的损害。

为达上述目的，本实用新型公开一种用于以太网络的保护电路。该保护电路耦接于一受电芯片及一桥式整流器之间。该桥式整流器耦接于该保护电路及一传输电路之间。该桥式整流器具有一第一接点、一第二接点、一第三接点及一第四接点。该第一接点耦接至该传输电路的一第一传输元件组及一第三传输元件组，该第二接点耦接至该传输电路的一第二传输元件组及一第四传输元件组。该传输电路耦接于一以太网络芯片与一以太网络连接器之间。该保护电路包括一第一输入接脚、一第二输入接脚、一第一输出接脚、一第二输出接脚、一接地接脚、一第一传输线、一第二传输线、一保护元件、一第一二极管、一第二二极管、一第三二极管及一第四二极管。该接地接脚用以耦接至一接地端。该第一输入接脚耦接至该桥式整流器的该第三接点。该第二输入接脚耦接至该桥式整流器的该第四接点。该第一输出接脚耦接至该受电芯片。该第二输出接脚耦接至该受电芯片。该第一传输线耦接于该第一输入接脚及该第一输出接脚之间。该第二传输线耦接于该第二输入接脚及该第二输出接脚之间。该保护元件具有一第一电极及一第二电极。该第一二极管，耦接于该第一传输线及该保护元件之间，该第一二极管的一正极耦接至该第一传输线，该第一二极管的一负极耦接至该保护元件的该第一电极。该第二二极管，耦接于该第二传输线及该保护元件之间，该第二二极管的一正极耦接至该保护元件的该第二电极，该第二二极管的一负极耦接至该第二传输线。该第三二极管，该第三二极管的一正极耦接至一接地接脚，该第三二极管的一负极耦接至该保护元件的该第一电极及该第一二极管的该负极。该第四二极管，该第四二极管的一正极耦接至该保护元件的该第二电极及该第二二极管的该正极，该第四二极管的一负极耦接至该接地接脚。

此外，本新型还公开一种受电端设备，包括上述的保护电路。

此外，本新型还公开了一种用于以太网络的保护电路。该保护电路耦接于一受电芯片及一整流电路之间。该整流电路耦接于该保护电路及一传输电路之间。该整流电路包括一第一桥式整流器及一第二桥式整流器。该第一桥式整流器具有一第一接点、一第二接点、一第三接点及一第四接点。该第一接点耦接至该传输电路的一第一传输元件组，该第二接点耦接至该传输电路的一第二传输元件组。该第二桥式整流器具有一第五接点、一第六接点、一第七接点及一第八接点。该第五接点耦接至该传输电路的一第三传输元件组，该第六接点耦接至该传输电路的一第四传输元件组。该传输电路耦接于一以太网络芯片与一以太网络连接器之间。该保护电路包括一第一输入接脚、一第二输入接脚、一第一输出接脚、一第二输出接脚、一接地接脚、一第一传输线、一第二传输线、一保护元件、一第一二极管、一第二二极管、一第三二极管及一第四二极管。该接地接脚用以耦接至一接地端。该第一输入接脚耦接至该第一桥式整流器的该第三接点及该第二桥式整流器的该第七端点。该第二输入接脚耦接至该第一桥式整流器的该第四接点及该第二桥式整流器的该第八接点。该第一输出接脚耦接至该受电芯片。该第二输出接脚耦接至该受电芯片。该第一传输线耦接于该第一输入接脚及该第一输出接脚之间。该一第二传输线耦接于该第二输入接脚及该第二输出接脚之间。该保护元件具有一第一电极及一第二电极。该第一二极管耦接于该第一传输线及该保护元件之间，该第一二极管的一正极耦接至该第一传输线，该第一二极管的一负极耦接至该保护元件的该第一电极。该第二二极管耦接于该第二传输线及该保护元件之间，该第二二极管的一正极耦接至该保护元件的该第二电极，该第二二极管的一负极耦接至该第二传输线。该第三二极管该第三二极管的一正极耦接至一接地接脚，该第三二极管的一负极耦接至该保护元件的该第一电极及该第一二极管的该负极。该第四二极管该第四二极管的一正极耦接至该保护元件的该第二电极及该第二二极管的该正极，该第四二极管的一负极耦接至该接地接脚。

此外，本实用新型还公开了一种受电端设备，包括上述的保护电路。

在参阅附图及随后描述的实施方式后，本领域技术人员便可了解本实用新型的其他目的，以及本新型的技术手段及实施方案。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的保护电路1的一实施情况；

图2是本实用新型的保护电路1的示意图；

图3A-3E分别为本实用新型保护元件PE的示意图；以及

图4是本实用新型的保护电路1的另一实施情况。

附图标记说明

1：保护电路

PC：受电芯片

PI1：第一输入接脚

PI2：第二输入接脚

PO1：第一输出接脚

PO2：第二输出接脚

E1：以太网络连接器

E3：以太网络芯片

TC：传输电路

PE：保护元件

FE：第一电极

SE：第二电极

BR：桥式整流器

RC：整流电路

BR1：第一桥式整流器

BR2：第二桥式整流器

P1：第一接点

P2：第二接点

P3：第三接点

P4：第四接点

P5：第五接点

P6：第六接点

P7：第七接点

P8：第八接点

D1：第一二极管

D2：第二二极管

D3：第三二极管

D4：第四二极管

G1：接地接脚

G2：接地接脚

GP：接地接脚

TVS：单向瞬态抑制二极管

BTVS：双向瞬态抑制二极管

VDR：压敏电阻器

GDT：气体放电管

TSPD：晶体闸流管。

具体实施方式

以下的实施例用以举例说明本新型的技术内容，并非用以限制本实用新型的范围。需说明，以下实施例及附图中，与本实用新型无关的元件已省略而未绘示，且附图中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。

本实用新型第一实施例如图1-2所示。图1是本实用新型的保护电路1的一实施情况。保护电路1可用于以太网络的一受电端设备PD。受电端设备PD包括保护电路1、一传输电路TC、一桥式整流器BR、一受电芯片PC、一以太网络芯片E3及一以太网络连接器E1。传输电路TC耦接于一以太网络芯片E3与一以太网络连接器E1之间。须注意，基于说明简化的原则，受电端设备PD的其它元件，例如：壳体、输入及输出模块等与本实用新型较不相关的元件，皆于图中省略而未绘示。

保护电路1耦接于受电芯片PC及桥式整流器BR之间，故自以太网络连接器E1所输入的电压通过桥式整流器BR整流后，会再经过保护电路1后才输入至受电芯片PC，以提供受电端设备PD所需的工作电压。桥式整流器BR耦接于保护电路1及一传输电路TC之间。桥式整流器BR具有一第一接点P1、一第二接点P2、一第三接点P3及一第四接点P4。桥式整流器BR上标示“+”的接点（即第三接点P3）为桥式整流器BR的正极接点，标示“-”的接点（即第四接点P4）为桥式整流器BR的负极接点，标示“~”的接点（即第一接点P1及第二接点P2）为无极性接点。须说明，所属技术领域中的技术人员可了解桥式整流器由四个二极管所组成，因此本实用新型所述的桥式整流器可为包括四个二极管的单一封装元件或由个颗分立的二极管所构成。

第一接点P1耦接至传输电路TC的一第一传输元件组及一第三传输元件组。第二接点P2耦接至传输电路TC的一第二传输元件组及一第四传输元件组。详言之，传输电路TC包括四个传输元件组，各传输元件组皆包括一变压器，且各变压器具有一中心抽头。第一接点P1耦接至第一传输元件组及第三传输元件组的变压器的中心抽头，以及第二接点P2耦接至第二传输元件组及第四传输元件组的变压器的中心抽头。传输电路TC耦接于一以太网络芯片E1与一以太网络连接器E3之间。

须说明，本实用新型的附图中的传输电路TC是以由上到下的各传输元件组依序作为第一传输元件组、第二传输元件组、第三传输元件组及第四传输元件组作为举例说明。然而，前述的第一传输元件组、第二传输元件组、第三传输元件组及第四传输元件组中的“第一”、“第二”、“第三”及“第四”仅用于区别不同传输元件组，并非用于限制传输元件组的顺序。于实际应用上，保护电路1的供货商或制造商可因应不同需求，自行决定传输元件组的顺序，也可决定各输出接脚所连接的传输元件组。举例而言，供货商或制造商可分别将最上方及最下方的传输元件组作为第一传输元件组及第三传输元件组，或者将中间两组传输元件组作为第一传输元件组及第三传输元件组。

以太网络连接器E1可为一具有RJ-45接口的以太网络连接器，其包括Tx0+接脚、Tx0-接脚、Tx1+接脚、Tx1-接脚、Tx2+接脚、Tx2-接脚、Tx3+接脚及Tx3-接脚。传输电路TC可包括四组变压器元件，其对应四组双绞线且分别连接于以太网络连接器E1与以太网络芯片E3之间。以太网络芯片E3可为各厂商的芯片，例如：瑞昱半导体股份有限公司的RTL8201芯片，其包括MD0+接脚、MD0-接脚、MD1+接脚、MD1-接脚、MD2+接脚、MD2-接脚、MD3+接脚及MD3-接脚。由于本实用新型的主要技术内容着重于保护电路1，且所属技术领域中的技术人员可轻易根据随后的叙述，了解本新型的保护电路1耦接于以太网络连接器E1、以太网络芯片E3及受电芯片PC间的连接关系，故在此不加以赘述。

图2是本实用新型的保护电路1的示意图。保护电路1包括一第一输入接脚PI1、一第二输入接脚PI2、一第一输出接脚PO1、一第二输出接脚PO2、一接地接脚GP、一第一传输线T1、一第二传输线T2、一保护元件PE、一第一二极管D1、一第二二极管D2、一第三二极管D3及一第四二极管D4。接地接脚GP用以耦接至一接地端G1。须说明，接地端G1是指装置外壳的接地端，也即外部接地端；然而，接地端G2是指共通接地端，也即内部接地端，通常电压为0伏特（V）。第一输入接脚PI1耦接至桥式整流器BR的第三接点P3。第二输入接脚PI2耦接至桥式整流器BR的第四接点P4。第一输出接脚PO1耦接至受电芯片2。第二输出接脚PO2耦接至受电芯片2。第一传输线T1耦接于第一输入接脚PI1及第一输出接脚PO1之间。第二传输线T2耦接于第二输入接脚PI2及第二输出接脚PO2之间。

保护元件PE具有一第一电极FE及一第二电极SE。举例而言，如图3A-3E所示，保护元件PE可为一单向瞬态抑制二极管TVS、一双向瞬态抑制二极管BTVS、一晶体闸流管TSPD、一气体放电管GDT及一压敏电阻器VDR其中之一。

第一二极管D1耦接于第一传输线T1及保护元件PE之间，且第一二极管D1的一正极耦接至第一传输线T1，以及第一二极管D1的一负极耦接至PE保护元件PE的第一电极FE。第二二极管D2耦接于第二传输线T2及保护元件PE之间，且第二二极管D2的一正极耦接至保护元件PE的第二电极SE，以及第二二极管D2的一负极耦接至第二传输线T2。第三二极管D3的一正极耦接至一接地接脚GP，且第三二极管D3的一负极耦接至保护元件PE的第一电极FE及第一二极管D1的负极。第四二极管D4的一正极耦接至保护元件PE的第二电极及第二二极管D2的正极，且第四二极管D4的一负极耦接至接地接脚GP。

本实用新型第二实施例请参考图4。不同于第一实施例，于本实施例中，保护电路1耦接于受电芯片PC及一整流电路RC之间。整流电路RC耦接于保护电路1及传输电路TC之间，故自以太网络连接器E1所输入的电压通过整流电路RC整流后，会再经过保护电路1后才输入至受电芯片PC，以提供受电端设备PD所需的工作电压。传输电路TC耦接于以太网络芯片E3与以太网络连接器E1之间。

整流电路RC包括一第一桥式整流器BR1及一第二桥式整流器BR2。第一桥式整流器BR1具有一第一接点P1、一第二接点P2、一第三接点P3及一第四接点P4。第一接点P1耦接至传输电路TC的一第一传输元件组（即第一传输元件组的变压器的中心抽头），第二接点P2耦接至传输电路TC的一第二传输元件组（即第二传输元件组的变压器的中心抽头）。第二桥式整流器BR2具有一第五接点P5、一第六接点P6、一第七接点P7及一第八接点P8。第五接点P5耦接至传输电路TC的一第三传输元件组（即第三传输元件组的变压器的中心抽头），第六接点P6耦接至传输电路TC的一第四传输元件组（即第四传输元件组的变压器的中心抽头）。

于本实施例中，保护电路1的第一输入接脚PI1用以耦接至第一桥式整流器BR1的第三接点P3及第二桥式整流器BR2的第七端点P7，以及保护电路1的第二输入接脚PI2用以耦接至第一桥式整流器BR1的第四接点P4及第二桥式整流器BR2的第八接点P8。

须说明，如同先前所述，前述的第一传输元件组、第二传输元件组、第三传输元件组及第四传输元件组中的“第一”、“第二”、“第三”及“第四”是用于区别不同传输元件组，并非用于限制传输元件组的顺序，所属技术领域中的技术人员可基于前述说明了解如何因应各种应用决定及调整各传输元件组于传输电路TC中的位置以及各输出接脚连接的位置，故于此不再加以赘述。

综上所述，本实用新型的保护电路可同时对受电芯片提供共模突波及差模突波的保护。具体而言，保护电路提供共模突波对地泄放的路径，而差模突波由一输出接脚进入保护电路后，通过桥式整流器及/或保护元件限制电流方向而传递至另一输出接脚，以避免流向受电芯片。相较于传统的保护电路，本实用新型的保护电路减少所需使用的保护元件的数量，以降低成本。此外，保护电路更可封装成单一元件，以大幅节省所占用的印刷电路板（Printed Circuit Board；PCB）的空间，并整合至以太网络连接器母座中。

上述的实施例仅用来例举本实用新型的实施方案，以及阐释本实用新型的技术特征，并非用来限制本实用新型的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本实用新型所主张的范围，本新型的权利保护范围应以权利要求书为准。