ESD-Schutz für 1-Gbit-Ethernet-Vormagnetisierungen, die PoE widerstehen können?

Ich suche nach Vorschlägen zum Schutz eines Gigabit-Ethernet-Ports vor ESD zwischen der Buchse und den Magneten.

Aufgrund der Art des Gerätedesigns können die Magnete nicht neben dem nicht standardmäßigen (dh nicht RJ-45) Rundsteckverbinder platziert werden. Der Transformator ist etwa 3 Zoll entfernt, nachdem die Signale eine Flex und auf eine PWB durchlaufen haben. Derzeit wird ein Rclamp0524-Gerät von Semtech auf der Flex direkt am Anschluss für den Hochgeschwindigkeits-Low-C-ESD-Schutz verwendet, der das Augendiagramm der PAM-5-Differenzsignale nicht beeinflusst.

Wir haben jedoch festgestellt, dass bei Anschluss an einige Netzwerk-Router/Switches mit PoE (das bei diesen Geräten standardmäßig eingeschaltet ist) die TVS-Dioden zerstört werden (manchmal kurz -> Port funktioniert nicht mehr oder manchmal offen -> Port). funktioniert, aber jetzt ungeschützt). Die Theorie besagt, dass die V/I-Eigenschaften an diesen während der PoE-Sonden den Port so aussehen lassen, als wäre ein PD-Controller darauf und das PoE erhöht die Spannung und zerstört die Dioden.

Wir werden diese TVS-Diodenarrays zwischen den Transformator und den MDI/PHY-Port verschieben, um die Phy zu schützen. Ich muss jedoch auch die anderen Schaltkreise auf der PWB (in der Nähe der Flex-Schnittstelle) davor schützen, die ESD-Transienten zu sehen (jeder andere Schnittstellenanschluss hat einen ESD-Schutz direkt auf der Rückseite der Mil-Circ-Anschlüsse, um ihn von der Haupt-PWB fernzuhalten). Die Sorge ist, dass jedes TVS, das der PoE-Spannung standhalten kann, zu viel Kapazität hat und das Augendiagramm so weit verschlechtert, dass der 1-Gbs-Betrieb nicht funktioniert.

Hat jemand Empfehlungen für Teile und/oder eine alternative Lösung, die verwendet werden könnte, um ESD auf der Flex-/Steckverbinderschaltung zu beseitigen?

Schaltungslayout:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Vereinfachtes Schema:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sie müssen auf jeden Fall einen Schaltplan zeigen. Sie sollten auch die Überspannungsschutzpegel von EN pr IEC 61000-4-5 für indirekte Blitze in Betracht ziehen und ESD-Ereignisse nicht durcheinander bringen. 61000-4-5 ist Standard für normale Ethernet-Schnittstellen.
Ich werde ein Diagramm erstellen. IEC-Spezifikationen sind in diesem Fall nicht anwendbar. Die Prüfung erfolgt nach MIL-STD-461G CS118. CS117 gilt nicht für Fahrzeuggehäuse, in denen dieses Gerät installiert wird.
Bitte zeichnen Sie ein Diagramm, aber ja, Rclamp0524 hat vier Signalstifte, und wenn Sie diese auf der Steckerseite von POE-Ethernet verwenden, wird die POE-Spannung einfach kurzgeschlossen, wenn sie zwischen dem positiven und dem negativen Versorgungspaar liegt.
@Justme - Ich glaube nicht. Es muss den Rückwärtsdurchbruch der Zenerdiode durchlaufen. Zwischen den Stiftpaaren gibt es keinen in Vorwärtsrichtung vorgespannten Pfad.
Justme - außerdem sind die 2-Paar (4 Drähte) an der Rclamp mit den Paaren B+/- und C+/- verbunden, wobei A+/- und D+/- an einem anderen Rclamp-Teil angeschlossen sind. Für beide Modi A und B der PoE-Spezifikation befinden sich DC+ und DC- also niemals auf demselben Rclamp-Gerät.
Welcher PHY-Chip ist das und welchen Transformator verwendest du? Haben Sie die Rclamp-Masse von DC+ Rclamp und DC- Rclamp verbunden?
Justme - der PHY ist Atheros AR8238. Alle TVS-Erdungen sind am Gehäuse des Steckers mit dem Gehäuse verbunden. Der Transformator ist Halo TG1G-E201NV6LF. Auch zur Verdeutlichung - Der 75-Ohm-Bob Smith befindet sich tatsächlich auf der Buchsenseite des Transformators - die Zeichnung ist falsch.
Ich bin über einige Dinge verwirrt, es wird nicht erwähnt, dass der AR8238 überhaupt Gigabit unterstützt, und es wird nicht erwähnt, dass der Transformator überhaupt PoE unterstützt. Gut, dass die Zeichnung falsch ist, ich hätte als nächstes nach der Kündigung gefragt. Aber ich weiß, warum Ihre Rclamps immer wieder explodieren, da sie falsch verwendet werden.
@Justme - Tippfehler schlägt wieder zu. Ich habe 2 & 3 vertauscht - der AR8328 ist ein Gigabit-Ethernet-Switch mit sieben Ports. Wir sperren die DC-PoE-Spannung mit dem Kondensator am Trafo. Das Problem liegt nicht in der Unterstützung von PoE, sondern darin, nicht beschädigt zu werden, wenn es an einen Router-Port angeschlossen wird, an dem PoE aktiviert ist.
Ja, der Transformator blockiert es. Aber Rclamps schließt Gleichspannungen zwischen Ethernet-Paaren kurz.

Antworten (1)

Die Rclamp0524-Geräte sind falsch angeschlossen.

Normalerweise haben Ethernet-Leitungen keinen massebezogenen ESD-Schutz auf der Kabelseite des Transformators, Sie sehen nur so etwas wie ein TVS, das an beide Pins eines Paares angeschlossen ist, wenn überhaupt, und das Rclamp-Gerät befindet sich auf der PHY-Seite des Transformator. Auf der Kabelseite können einfache TVS zwischen den Drähten eines Paares verwendet werden, sodass es vier davon gibt und sie der PoE-Spannung nicht standhalten müssen. Natürlich kann ein spezielles ESD-Gerät zum Schutz von PoE-fähigen Geräten verwendet werden.

Nur der Einfachheit halber heißt es im Rclamp-Datenblatt, dass jeder Pin an Masse eine Klemmspannung von 15 V bei 1 A hat.

Beachten Sie, dass Sie die Rclamp-Erdungsstifte aller Ethernet-Paare miteinander verbunden haben, nennen wir es jetzt nicht Masse, sondern gemeinsame Referenz.

Aufgrund der Schutzvorrichtung kann es also nur 15 V von der PoE+-Spannung zum gemeinsamen Pin und 15 V vom gemeinsamen Pin zum PoE-Pin geben. Wenn also eine PoE-Spannung von sogar 30 V angelegt wird, haben Sie über Rclamp-Geräte einen Klemmstrom von 1 A.

Da jede Diode in der Praxis eine Durchlassspannung von etwa 0,6 V hat und das TVS bei etwa 9,36 V einen Rückwärtsdurchbruch hat, beginnt es bereits bei etwa 12 V zu leiten.

Sie müssen also die Ethernet-Paare nicht auf Masse oder untereinander beziehen oder schützen, und mit dem Rclamp-Gerät hält es keinen PoE-Spannungen stand.

Das PoE-bereitstellende Gerät soll die Leitung im Rahmen der Verhandlung auf ein PD-Gerät prüfen. Wir glauben, dass die Rückwärtsdurchbruch-V/I-Eigenschaften des Rclamp-Geräts es wie eine Impedanz von 19 bis 26 KOhm aussehen lassen und der Router dann auf die volle Spannung hochfährt.
Was die Erdung betrifft, kann ich nicht ganz folgen - wenn das TVS von Leitung zu Leitung ist, wohin fließt die transiente Energie während eines ESD-Ereignisses? Sie können nicht davon ausgehen, dass ein Kabel angeschlossen ist, wenn die Energie den Stift erreicht (tatsächlich fordert MIL-STD-461G CS118 eine Kontaktentladung an den einzelnen Stiften mit Rückleitung durch das Gehäuse), und ich habe angegeben, dass die Energie nicht nach unten fließen darf die Flex an die andere Leiterplatte. Der einzige Ort, an dem diese Energie abgeleitet werden kann, ist direkt zur Gehäusemasse.
Es ist üblicher, dass Ethernet-ESD-Anwendungshinweise auf der Kabelseite keinen Leiter-zu-Erde-Schutz haben, sondern nur Leiter-zu-Leiter-Schutz. Wenn Sie ein ESD-Ereignis an einem Pin haben, wandert es in den Transformator und aus dem Mittelabgriff heraus, über den 75R-Widerstand und den Kondensator an Masse. Da der Transformator den Impuls möglicherweise auf die PHY-Seite umwandelt, kümmern sich die PHY-seitigen Schutzvorrichtungen darum. Wenn PoE passiv ist, müssen Sie mehr als 48 V zwischen Paaren unterstützen, es wird nicht ausgehandelt, und zwei Rclamps klemmen dies auf unter 30 V.
@Justme Ich hoffe aufrichtig, dass standardmäßig keine Switches als passive PoE-Quellen fungieren. Das Aktivieren von passivem PoE ohne ein kompatibles Gerät am anderen Ende ist gleichbedeutend mit dem blinden Hinzufügen eines Injektors und wird wahrscheinlich das andere Gerät braten.
ESD-Schutz für 1-Gbit-Ethernet-Vormagnetisierungen, die PoE widerstehen können?
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