CN212137275U - 一种集成防雷功能的网络通讯板卡 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种集成防雷功能的网络通讯板卡，包括：三级阶梯式防雷电路和网络通讯电路，所述三级阶梯式防雷电路包括：作为前级的主防雷电路、作为中间级的退耦防雷电路和作为后级的精密防雷电路，所述网络通讯电路包括：以太网交换芯片模块、供电模块、以太网光电转换模块、光纤口模块和网络变压器模块，所述以太网交换芯片模块分别与所述网络变压器模块、供电模块、以太网光电转换模块电性连接，所述以太网光电转换模块分别与所述供电模块、光纤口模块电性连接。本实用新型将以太网通讯交换技术嵌入于防雷电路中，实现多元化发展，可以提供先进的、高可靠的高速信号防雷通讯装置。

Description

一种集成防雷功能的网络通讯板卡

技术领域

本实用新型涉及网络信号防雷装置技术领域，尤其涉及一种集成防雷功能的网络通讯板卡。

背景技术

随着计算机及其互联技术(也即通常所谓的“网络技术”)的迅速发展，以太网成为了迄今为止普及率最高的通讯方式。在城市道路交通监控***中，各地交通与分监控中心之间通过以太网建立了光纤城域网络后，各分支与分中心之间通过数据交换机实现高速连接，实现数据资源的共享，或通过网络交换机实现万物物联的物联网；便实现了各区监控中心对所有交通监控点的实时监控，因为治安监控摄像头，网络摄监控的运行工作状态是通过网络传输，是需要实时在线监控，监视路口、路段周围的车辆、行人的流量、交通治安等情况；但由于道路监控***前端设备及传输线路安装、敷设主要在室外，且24小时运行，导致***易遭受雷击，影响控制***的正常与稳定的运行，因而对交换机同时也提出了更高的要求，不但要求传输稳定可靠，并且抵抗雷击及电磁脉冲能力要强、残压低，结构简单可靠、便于维护与更换等。因此，申请人发明了一种集成防雷功能的网络通讯板卡，来填补此领域的空白

实用新型内容

本实用新型的目的是为了填补本领域的空白，提供一种集成防雷功能的网络通讯板卡。

本实用新型的技术方案如下：本实用新型提供一种集成防雷功能的网络通讯板卡，包括：三级阶梯式防雷电路和网络通讯电路，所述三级阶梯式防雷电路包括：作为前级的主防雷电路、作为中间级的退耦防雷电路和作为后级的精密防雷电路，所述主防雷电路用于泄放雷电电流及电磁脉冲，所述退耦防雷电路用于抑制雷击电流和保证所述精密防雷电路未被雷击击穿损坏之前，让所述主防雷电路及时工作泄放雷击电流，所述精密防雷电路用于快速响应地对雷击电流电压进行有效泄放，所述网络通讯电路用于实现数据交换和通讯，所述网络通讯电路包括：以太网交换芯片模块、供电模块、以太网光电转换模块、光纤口模块和网络变压器模块，所述以太网交换芯片模块分别与所述网络变压器模块、供电模块、以太网光电转换模块电性连接，所述以太网光电转换模块分别与所述供电模块、光纤口模块电性连接，所述网络变压器模块包括一RJ45输入接口，所述网络通讯电路通过所述RJ45输入接口与所述三级阶梯式防雷电路电性连接，所述三级阶梯式防雷电路与RJ45输出接口电性连接。

进一步地，所述主防雷电路包括第一放电管和第二放电管，所述退耦防雷电路包括第一至第四电阻，所述精密防雷电路包括TVS阵列，所述第一放电管的第一极分别与所述RJ45输入接口的第一数据传输引脚、第一电阻的一端电性连接，所述第一放电管的第二极分别与所述RJ45输入接口的第二数据传输引脚、第二电阻的一端电性连接，所述第二放电管的第一极分别与所述RJ45输入接口的第三数据传输引脚、第三电阻一端电性连接，所述第二放电管的第二极分别与所述RJ45输入接口的第四数据传输引脚、第四电阻的一端电性连接，所述第一放电管的接地极和第二放电管的接地极均接地，所述第一电阻另一端分别与所述RJ45输出接口的第一数据传输引脚、所述TVS阵列的第二端和第七端电性连接，所述第二电阻另一端分别与所述RJ45输出接口的第二数据传输引脚、所述TVS阵列的第一端和第八端电性连接，所述第三电阻的另一端分别与所述RJ45输出接口的第三数据传输引脚、所述TVS阵列的第三端和第六端电性连接，所述第四电阻的另一端分别与所述RJ45输出接口的第四数据传输引脚、所述TVS阵列的第四端和第五端电性连接。

进一步地，所述第一放电管和第二放电管的型号均为H3R5-230SMD。

进一步地，所述以太网交换芯片模块包括一交换机芯片，型号为 IP179H。

进一步地，所述以太网光电转换模块包括一光电转换芯片，型号为 AR8033。

进一步地，所述供电模块包括PSE控制单元和DC稳压单元，所述PSE 控制单元包括一PSE控制芯片，所述PSE控制芯片的型号为IP808。

进一步地，所述网络变压器模块包括一网络变压器，型号为H82407S。

采用上述方案，本实用新型将以太网通讯交换技术嵌入于防雷电路中，实现多元化发展，可以提供先进的、高可靠的高速信号防雷通讯装置；本方案的三级阶梯式防雷电路，可以一级一级地分解泄放雷电能量，衰减掉雷击电流电压向后端被保护设备的侵入，给设备提供了一个低而快的电压保护水平，具有雷击时间保护相应时间快的特点，防护效果好；本方案选用结电容微小的防雷元器件，减小对链路传输特性的影响，减低防雷电路整体***损耗，以满足于高速传输速率、多重信号载波传输等性能。

附图说明

图1为本实用新型的框架结构连接示意图。

图2为本实用新型一实施例的三级阶梯式防雷电路的电路原理图。

图3至图9为实用新型一实施例的以太网交换芯片模块的电路原理图。

图10至图15为本实用新型一实施例的以太网光电转换模块和网络变压器模块的电路原理图。

图16至图26为本实用新型一实施例的供电模块的电路原理图。

图27至图30为本实用新型一实施例的光纤口模块的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

请结合参阅图1至图30，在本实施例中，本实用新型提供一种集成防雷功能的网络通讯板卡，包括：三级阶梯式防雷电路1和网络通讯电路。所述三级阶梯式防雷电路1包括：作为前级的主防雷电路11、作为中间级的退耦防雷电路12和作为后级的精密防雷电路13，所述主防雷电路11用于泄放雷电电流及电磁脉冲，所述退耦防雷电路12用于抑制雷击电流和保证所述精密防雷电路13未被雷击击穿损坏之前，让所述主防雷电路11及时工作泄放雷击电流，所述精密防雷电路13用于快速响应地对雷击电流电压进行有效泄放。所述三级阶梯式防雷电路1分别与所述网络通讯电路和 RJ45输出接口7电性连接。具体地，请参阅图2，本实施例中，所述主防雷电路11包括第一放电管和第二放电管(均未标示)，型号均为H3R5-230SMD，所述退耦防雷电路12包括第一至第四电阻R1、R2、R3、 R4，所述精密防雷电路包括TVS阵列TVS1，所述第一放电管的第一极分别与所述RJ45输入接口(本实施例中选用的RJ45接口，其第一、第二、第三、第六引脚为数据传输引脚，依次为第一至第四数据传输引脚)的第一数据传输引脚、第一电阻R1的一端电性连接，所述第一放电管的第二极分别与所述RJ45输入接口的第二数据传输引脚、第二电阻R2的一端电性连接，所述第二放电管的第一极分别与所述RJ45输入接口的第三数据传输引脚、第三电阻R3一端电性连接，所述第二放电管的第二极分别与所述 RJ45输入接口的第四数据传输引脚、第四电阻R4的一端电性连接，所述第一放电管的接地极和第二放电管的接地极均接地，所述第一电阻R1另一端分别与所述RJ45输出接口7的第一数据传输引脚、所述TVS阵列TVS1 的第二端和第七端电性连接，所述第二电阻R2另一端分别与所述RJ45输出接口7的第二数据传输引脚、所述TVS阵列TVS1的第一端和第八端电性连接，所述第三电阻R3的另一端分别与所述RJ45输出接口7的第三数据传输引脚、所述TVS阵列TVS1的第三端和第六端电性连接，所述第四电阻R4的另一端分别与所述RJ45输出接口7的第四数据传输引脚、所述 TVS阵列TVS1的第四端和第五端电性连接。本方案中的所述三级阶梯式防雷电路1中，前级的所述主防雷电路11作为第一级防护，用于泄放雷电电流及电磁脉冲，特点是卸放的电流大而强。中间级的所述退耦防雷电路 12作为第二级防护，起到抑制雷击电流、延时以及电路间的能量协调的作用，保证后级的所述精密防雷电路13在被雷击击穿损坏之前，能够让前级的所述主防雷电路11及时工作泄放雷击电流。后级的所述精密防雷电路13 作为第三级防护使用，由于前级的电路对应雷击电流电压响应时间会慢于后级的电路，所以后级的所述精密防雷电路13能快速响应地对雷击电流电压进行有效泄放，直到所述退耦防雷电路12工作使得前级的所述主防雷电路11及时工作泄放雷击电流。

请继续参阅图1至图30，所述网络通讯电路用于实现数据交换和通讯，所述网络通讯电路包括：以太网交换芯片模块2、供电模块3、以太网光电转换模块4、光纤口模块5和网络变压器模块6，所述以太网交换芯片模块 2分别与所述网络变压器模块6、供电模块、以太网光电转换模块4电性连接，所述以太网光电转换模块4分别与所述供电模块3、光纤口模块5电性连接。请参阅图3至图9，所述以太网交换芯片模块2由交换机芯片U1及其***电路组成，所述交换机芯片U1的型号为IP179H，所述以太网交换芯片模块2用于数据交换。请参阅图10，所述网络变压器模块6包括一RJ45 输入接口和一网络变压器AT1，所述网络变压器型号为H82407S，所述网络变压器用于信号增强和隔离，所述网络通讯电路通过所述RJ45输入接口与所述三级阶梯式防雷电路1电性连接。请结合参阅图10至图15，所述以太网光电转换模块4包括一光电转换芯片AU1，型号为AR8033，所述以太网光电转化模块4用于对信号进行光电转换。请结合参阅图16至图20，所述供电模块包括PSE控制单元和DC稳压单元，其中图16至图19为所述 DC稳压单元的电路原理图，所述DC稳压单元包括若干稳压芯片，图20 至图26为所述PSE控制单元的电路原理图，所述PSE控制单元包括一PSE 控制芯片SU1，所述PSE控制芯片SU1的型号为IP808，所述供电模块3 用于给所述网络通讯电路进行供电。请参阅图27至图30，所述光纤口模块 5包括若干FC光纤接口，可以用于实现与外界进行数据交换。

请结合参阅图1至图30，本实用新型工作时，所述三级阶梯式防雷电路1可以在遭受雷击时进行保护工作；平时工作时信号通过所述RJ45输出接口7和三级阶梯式防雷电路1传输到所述网络通讯电路，信号经过所述以太网交换芯片模块2交换处理后，再通过所述以太网光电转换模块4进行光电转换后，通过所述光纤口模块5连接光纤传输装置，从而可以实现将信号传输至远端处理平台。

综上所述，本方案将以太网通讯交换技术嵌入于防雷电路中，实现多元化发展，可以提供先进的、高可靠的高速信号防雷通讯装置；本方案的三级阶梯式防雷电路，可以一级一级地分解泄放雷电能量，衰减掉雷击电流电压向后端被保护设备的侵入，给设备提供了一个低而快的电压保护水平，具有雷击时间保护相应时间快的特点，防护效果好；本方案选用结电容微小的防雷元器件，减小对链路传输特性的影响，减低防雷电路整体***损耗，以满足于高速传输速率、多重信号载波传输等性能。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种集成防雷功能的网络通讯板卡，其特征在于，包括：三级阶梯式防雷电路和网络通讯电路，所述三级阶梯式防雷电路包括：作为前级的主防雷电路、作为中间级的退耦防雷电路和作为后级的精密防雷电路，所述主防雷电路用于泄放雷电电流及电磁脉冲，所述退耦防雷电路用于抑制雷击电流和保证所述精密防雷电路未被雷击击穿损坏之前，让所述主防雷电路及时工作泄放雷击电流，所述精密防雷电路用于快速响应地对雷击电流电压进行有效泄放，所述网络通讯电路用于实现数据交换和通讯，所述网络通讯电路包括：以太网交换芯片模块、供电模块、以太网光电转换模块、光纤口模块和网络变压器模块，所述以太网交换芯片模块分别与所述网络变压器模块、供电模块、以太网光电转换模块电性连接，所述以太网光电转换模块分别与所述供电模块、光纤口模块电性连接，所述网络变压器模块包括一RJ45输入接口，所述网络通讯电路通过所述RJ45输入接口与所述三级阶梯式防雷电路电性连接，所述三级阶梯式防雷电路与RJ45输出接口电性连接。

2.根据权利要求1所述的集成防雷功能的网络通讯板卡，其特征在于，所述主防雷电路包括第一放电管和第二放电管，所述退耦防雷电路包括第一至第四电阻，所述精密防雷电路包括TVS阵列，所述第一放电管的第一极分别与所述RJ45输入接口的第一数据传输引脚、第一电阻的一端电性连接，所述第一放电管的第二极分别与所述RJ45输入接口的第二数据传输引脚、第二电阻的一端电性连接，所述第二放电管的第一极分别与所述RJ45输入接口的第三数据传输引脚、第三电阻一端电性连接，所述第二放电管的第二极分别与所述RJ45输入接口的第四数据传输引脚、第四电阻的一端电性连接，所述第一放电管的接地极和第二放电管的接地极均接地，所述第一电阻另一端分别与所述RJ45输出接口的第一数据传输引脚、所述TVS阵列的第二端和第七端电性连接，所述第二电阻另一端分别与所述RJ45输出接口的第二数据传输引脚、所述TVS阵列的第一端和第八端电性连接，所述第三电阻的另一端分别与所述RJ45输出接口的第三数据传输引脚、所述TVS阵列的第三端和第六端电性连接，所述第四电阻的另一端分别与所述RJ45输出接口的第四数据传输引脚、所述TVS阵列的第四端和第五端电性连接。

3.根据权利要求2所述的集成防雷功能的网络通讯板卡，其特征在于，所述第一放电管和第二放电管的型号均为H3R5-230SMD。

4.根据权利要求1或2所述的集成防雷功能的网络通讯板卡，其特征在于，所述以太网交换芯片模块包括一交换机芯片，型号为IP179H。

5.根据权利要求1或2所述的集成防雷功能的网络通讯板卡，其特征在于，所述以太网光电转换模块包括一光电转换芯片，型号为AR8033。

6.根据权利要求1或2所述的集成防雷功能的网络通讯板卡，其特征在于，所述供电模块包括PSE控制单元和DC稳压单元，所述PSE控制单元包括一PSE控制芯片，所述PSE控制芯片的型号为IP808。

7.根据权利要求1或2所述的集成防雷功能的网络通讯板卡，其特征在于，所述网络变压器模块包括一网络变压器，型号为H82407S。

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