千兆位以太网低残余电压、高电流解决方案参考
该方案是VOOHU电子科技推出的千兆以太网标准方案。公司专注通信电子元器件领域8年多，秉承“选择VOOHU，真正可靠”的经营策略和服务理念，提供完整的技术解决方案支持。

更多产品信息请参见本网站：
10G以太网防雷和静电防护解决方案的标准电路设计参考

100Mbps以太网浪涌保护和防静电标准电路

一、技术背景和核心概念

1.1 低残留电压、高电流
-低残留电压：是指保护器件导通后残留的低残留电压（通常<20V），保证被保护芯片不被高压损坏。
-高电流：指保护器件瞬间处理高浪涌电流（通常>50A，8/20μs波形），快速耗散能量的能力。
-核心矛盾：传统TVS二极管残压低，但通流能力低，而大电流则残压高；需要特殊的设计来平衡这两个因素。

1.2 为什么以太网需要这项技术
以太网接口暴露于外部环境，容易受到以下影响：
-雷击-感应浪涌（室外设备）
-电源串扰（工业环境）
-静电放电 (ESD)（人体接触）
-电源线连接（施工故障）

二.详细技术方案

（当前-类型）解决方案优势：
静电放电保护特性：千兆网口静电放电保护，采用多-通道集成器件，高ESD防护，体积小，低电容，保证信号完整性，满足以下标准：IEC61000-4-2(ESD)±30KV(空气)、±30KV(接触)、IEC61000-4-4(EFT)40A(5/50ns)； IEC61000-4-5（闪电）32A（8/20μs）。
LAN变压器特点：体积小、高度低。匝数比1：1；开路电感：350uH；插入损耗：-1.1 dB Max，直流电阻 1.3Ω。

1、原边接线：
• 差分对连接：将差分对TD0/TD1 和RD0/RD1 连接到LAN 变压器的初级侧。四个差分对的引脚顺序可以在 PCB 布线过程中互换。
• 去耦电容：原边应通过100nF 电容连接至GND，以确保信号稳定性和完整性。
• VCC 电源：对于电流型PHY，初级线圈需要连接到PHY 的VCC，以滤除高频噪声并保证信号稳定性。建议在每个差分对之间并联两个49.9Ω电阻，并连接至GND。

2. 二次侧接线：
• RJ45 连接：副边两组发送和接收差分信号分别连接到RJ45 接口的1、2、3、6 和4、5、7、8 脚。
• BOB Smith 电路：次级侧接一个75Ω 电阻，然后通过耐压2KV 或更高的1nF 电容连接到机壳地。推荐使用1206封装的表面陶瓷电容器或宽引线间距的高压陶瓷电容器。

3、接地处理：
• 浮动引脚：RJ45 接口的浮动引脚也应通过类似的设计连接到机箱地，最终流入大地，以保证整个电路接地系统的完整性。电路功能说明
• BOB史密斯电路：由75Ω电阻和1nF电容组成的电路，为共模信号提供返回路径，有效滤除共模信号，改善电磁干扰（EMI），并在一定程度上抑制浪涌电流。
• 去耦电容：100nF 电容用于滤除高频噪声，确保信号稳定性和完整性。
• 额定电压电容器：1nF 电容器的额定电压必须为2KV 或更高，以确保高压环境下的可靠性。



该解决方案的优点：

静电放电保护特性：千兆网口静电放电保护，采用多-通道集成器件，高ESD防护，体积小，低电容，保证信号完整性，满足以下标准：IEC61000-4-2(ESD)±30KV(空气)、±30KV(接触)、IEC61000-4-4(EFT)40A(5/50ns)； IEC61000-4-5（闪电）32A（8/20μs）。
LAN变压器特点：体积小、高度低。匝数比1：1；开路电感：350uH；插入损耗：-1.1 dB Max，直流电阻 1.3Ω。

1、原边接线：
• 差分对连接： LAN 变压器的初级侧分别连接至差分对TD0/TD1 和RD0/RD1。 PCB 布线时，四个差分对的接线顺序可以互换。
• 去耦电容：原边应连接一个100nF 电容至GND，以确保信号稳定性和完整性。

2. 二次侧接线：
• RJ45 连接：副边两组发送和接收差分信号分别连接到RJ45 接口的1、2、3、6 和4、5、7、8 脚。
• BOB Smith 电路：次级侧接一个75Ω 电阻，后接一个耐压2KV 或更高的1nF 电容，连接至机壳地。推荐使用1206-封装表面贴装陶瓷电容器或宽引线间距的高压陶瓷电容器。

3、接地处理：
• 浮动引脚：RJ45 接口的浮动引脚也应使用类似的设计连接到机箱地，最终流入大地，以确保整个电路接地系统的完整性。电路功能说明
• BOB史密斯电路：由75Ω电阻和1nF电容组成的电路，为共模信号提供返回路径，有效过滤共模信号，改善电磁干扰（EMI），并在一定程度上抑制浪涌电流。
• 去耦电容：100nF 电容用于滤除高频噪声，确保信号稳定性和完整性。
• 额定电压电容器：1nF 电容器的额定电压必须为2KV 或更高，以确保高压条件下的可靠性。



VOOHU 推荐的解决方案配套产品：


三．典型应用场景
智能交通系统（ITS）
应用场景：路口摄像头、电子警察系统
工业物联网 (IIoT)
应用场景：工厂自动化、机器人
新能源发电
应用场景：光伏逆变器、风电变压器
数据中心和5G基站
场景：边缘计算节点、AAU/RRU


四．设计验证和测试标准
4.1 关键测试参数


4.2 残余电压测量技术
使用带宽 > 500MHz 的差分探头以避免接地环路。
测量点必须位于 PHY 芯片引脚处，而不是 TVS 端子处。
使用8/20μs电流源注入电流并模拟真实的浪涌波形。
注：以上方案为标准设计，仅供参考。最终电路设计将根据现场要求而定。联系我们获取免费-深入支持。
电话：400-1048-018；邮箱: wohu@wohu-tek.com；

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