保护PoE系统不受闪电浪涌和其它电气伤害
向/共模的联合保护方案要求在发射和接收线对的两端都有一个熔丝。对于较低数据速率的以太网(如10BaseT)的无纵向模式方案可能只需要每对一只熔丝。对于100和1000BaseT系统,慎重的方法是在一个线对的两端都置放一个完全相同的熔丝元件,以维持回路的平衡(图4)。
如果一个10BaseT以太网系统,保护用可控硅器件的第3和第6脚未接地,而是保持开路,则允许采用单熔丝方案。出于对电缆放电事件的保护因素,IEEE 802.3并未严格允许耦合变压器初级端的共模保护,所以可控硅浪涌保护器件通常不接地。因此,对于线路端的纵向/共模保护,大多数以太网方案取决于耦合变压器的隔离额定值,而耦合变压器次级端的三级位置可以连接到以太驱动器的基准地上。
TVS3是一个2.5V的TVS二极管阵列,它为耦合变压器芯片端提供三级保护。这种方案满足GR 1089-
Core,Issue 6对建筑内和建筑外PoE的浪涌与电源故障的要求。可以用一只0.3A的PTC器件代替熔丝,以满足ITU K.20/21增强版和基本版的要求,它包括对10BaseT以太网的调整条款。不过,对于100和1000BaseT,要采用一对适当尺寸的精密(1%)电阻,强制做次级与初级保护器之间的协调。
图5给出了数据对保护以及PD中心抽头电源连接保护,它符合对PD系统的Mode A和Mode B PoE电源要求。PD Mode A和Mode B PoE均由一个二极管桥和一个1000W TVS器件保护。对于更严酷的浪涌环境,现在也有更强大的1500W和3000W方案,如管理标准ITU K.20 Enhanced或GR-1089 Port Type 5所描述的。
图5,一个PoE系统保护实例同时包括了数据对保护与PD电源连接保护。对PD端电源部分的TVS保护同时满足Mode A和Mode B PoE
电源。现有额定400W、600W、1500W和3000W用于这种类型电路的典型TVS器件。熔丝F1~F4提供符合GR-1089、Issue 6以及UL60950-1的过流保护。
随着电源PoE系统的增多,开发商正在将以太设备安装到越来越危险的区域,那里会有闪电导致的过压,以及50Hz~60Hz的电力线故障。审慎地使用双向浪涌保护器件、TVS二极管、熔丝以及PTC器件,就可以确保在这些危险下的可靠运行。
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