ESD-Schutz auf 10/100/1000 Ethernet

Überprüfen Sie das Datenblatt für Rclamp3374N. Es hat einen gemeinsamen GND-Anschluss, der der Ableitungspunkt für den ESD-Schlag ist (GND geht zur großen Diode in der Mitte, zur Anodenseite.)

Die Rclamp3374N-Klemmwirkung begrenzt die Signale auf zwischen GND und der Zener-Durchbruchspannung von etwa 3,5 V. Ethernet-Signale sind kleiner als (+/-2,5 V differentiell), daher leitet das TVS normalerweise nicht, wenn nur Ethernet-PHY-Signale vorhanden sind.

Warum dann das ESD-Array verwenden und warum auf der PHY-Seite? Die Magnetik leistet gute Arbeit beim Isolieren von Spitzen, die auf die Feldverdrahtung induziert werden, indem sowohl eingebaute Gleichtaktfilter als auch galvanische Trennung zwischen den Drähten und dem PHY verwendet werden. Aber diese Magneten sind nicht perfekt: Aufgrund der gegenseitigen Kopplung und Kapazität kann immer noch etwas ESD-Energie durch den Transformator schießen.

Das ESD-Array fängt diese Restenergie auf, bevor sie zum PHY gelangen kann: Es ist eine letzte Verteidigungslinie. Dies verbessert Ihre ESD/EMV-Testleistung und macht Ihr Produkt im Feld robuster.

Könnten Sie ESD-Schutz auf der Feldverdrahtungsseite verwenden? Sicher, es ist möglich. Im Allgemeinen wird jedoch keine Annahme über die Gleichtaktspannung der Drähte in Bezug auf das System gemacht, was die Entwicklung eines Spike-Catchers für sie erschwert. Darüber hinaus sind die Magnete absichtlich so ausgelegt, dass die System-zu-Draht-Isolation so weit wie möglich maximiert wird, mit Ausnahme des „Bob Smith“-Anschlusses; Ein drahtseitiges ESD-Array würde dies teilweise zunichte machen.

Beachten Sie schließlich, dass das Rclamp3374N-Gehäuse so ausgelegt ist, dass die PHY-Signale durch es geleitet werden, um Impedanzunterbrechungen zu reduzieren. Stellen Sie sicher, dass Sie dies ausnutzen, wenn Sie Ihr Board auslegen.

1. Spannungspegelschwingungen auf der PHY-Seite werden normalerweise um die analoge PHY-Versorgungsspannung herum vorgespannt, die 3,3 V betragen kann, so dass dies vom ausgewählten PHY abhängt. Bei einer Differenzspannung von +2,5 V wäre ein Pin 3,3 + 1,25 = 4,55 V und der andere 3,3-1,25 = 2,05 V. Man kann mit ziemlicher Sicherheit sagen, dass ein ESD-Schutzgerät, das keine Auswirkungen auf 5-V-Signale hat, für den Job gut genug ist.

2. Das liegt daran, dass der Transformator den Stecker galvanisch von PHY trennt. Auf der PHY-Seite des Transformators haben Sie die Signale und Masse und Versorgungen für den PHY-Chip, und Sie müssen die Pins des PHY-Chips in Bezug auf Masse und Versorgungen schützen. Auf der Steckerseite des Transformators haben Sie keine gemeinsame Referenz für die Differenzsignale, und Sie haben keine Masse, wo Sie Ihr ESD-Ereignis abführen können. Aufgrund der Isolierung können Sie 1000 V zwischen den beiden Geräten haben und es wäre immer noch vollkommen akzeptabel.

3. Stellen Sie gemäß Antwort 2) keinen Schutz auf, der einen DC-Pfad zur lokalen Masse bereitstellt. Ethernet-Schnittstellen haben einen Kondensator, um die schnellen Gleichtakttransienten zu bewältigen. Und wenn Sie die seitlichen Spulen des Transformatoranschlusses vor ESD schützen möchten, platzieren Sie einfach eine ESD-Diode auf jedem Differenzialpaar. Verwenden Sie einfach einen Stecker mit integrierten Magneten, und Sie müssen sich nicht viele Gedanken darüber machen. Da Sie also keine Masse als Referenz haben, können Sie die Steckerseite nicht gegen ein gemeinsames Potential ESD schützen, sondern nur zwischen ihnen. Blitzschutz könnte ein GDT von Datenstiften zur Erde sein, aber das würde bei viel höheren Spannungen als einigen hundert Volt leiten.

4. In diesem Fall ist nur eine Masseverbindung erforderlich, um sowohl positive als auch negative Spikes zu klemmen. Andernfalls benötigen Sie sowohl Masse- als auch Versorgungsanschlüsse, um positive und negative Spitzen zu klemmen.