如何防止PoE接口应用差分模式的瞬态电压威胁

如何防止PoE接口应用差分模式的瞬态电压威胁

典型的PoE系统利用供电设备（PSE）通过以太网双绞线把直流电压发送到远程受电设备（PD）。由于PoE系统经常受到瞬态电压的威胁，在设计时需要考虑的重要问题之一，就是保护以太网物理层收发器（PHY）能够抵御过压冲击。

瞬态电压威胁

PoE应用中的差分模式瞬态响应

正如前面提到的，PoE接口的保护可能会特别具有挑战性，因为除了由ESD和电涌引起的瞬态过程之外，在连接直流电源时，有几种经常发生的情形会在以太网传输线上引发差分电涌。这样自然会对PHY造成灾难性的故障或难题，剧烈的冲击可能会损坏IC。

例如，当在供电设备和受电设备之间进行RJ-45连接时，引脚接合可能不是同步发生的。在引脚接触到RJ-45时，可能会发生引脚1早于或晚于引脚2的情况。这样就会在该线对上产生一个48V的差分瞬态过程，进而破坏或损坏PoE电路的PHY。当用户在相同的电源端口把连接从一个已供电设备切换到一个未供电设备时也会出现类似的情况。当电源设备检测到已连上一个未供电设备时，供电设备在终止对前者供电时会存在延迟。在这种情况，功率可存在足够长的持续时间，引脚的非同时连接形成一个48V的差分电压。这种情形导致的差分模式瞬态可能会破坏或损害PHY。

瞬态电压抑制（TVS）二极管

为了对PoE电路提供差分保护，有效的TVS二极管保护方案必须能够钳住瞬态/电涌，且同时在接口上呈现为最小的负载电容。TVS应提供低钳位电压，而且，作为一个一般性规则，线到线电容应不超过几个皮法。此外，作为PoE电路的一个独特要求，TVS配置必须考虑在线对之间存在+/-48V的直流电压。由于在不同线对之间存在高直流电压，不能使用任何在线对之间形成电气路径的集成二极管阵列或桥式TVS器件。差分对之间必须是电气隔离的。

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