一种支持POE与电源同时连接的PD设备防雷设计电路

摘要

本发明提供了一种支持POE与电源同时连接的PD设备防雷设计电路，所述PD设备是采用包括变压器T4、网口JP10和协议芯片U20在内电路的被供电设备，所述变压器T4和网口JP10之间设有防雷设计电路，所述防雷设计电路包括降压模块和稳压模块，所述降压模块并联在变压器T4与网口JP10的连接中，所述稳压模块与协议芯片U20的输入端连接。采用本发明的设计方案可以使智能家居的PD设备在同时使用3芯电源和POE供电的方式时通过雷击2KV甚至3KV的电压的实验后，POE功能正常，3芯供电功能也是正常使用。

说明书

技术领域

本发明涉及PoE供电技术领域，尤其涉及一种支持POE与电源同时连接的PD设备防雷设计电路。

背景技术

目前市面上几乎所有的PD设备在未进行雷击实验前，不管是单独使用3芯电源供电，或者单独使用POE供电方式，设备都是可以正常启动的。但是在使用PSE设备通过POE供电方式给PD设备供电时，若PD设备同时还使用3芯电源电源适配器供电，则在网口进行2KV的雷击实验后，会出现PD设备上的POE功能失效的问题。即经过雷击实验后，去除3芯电源供电，直接只是采用POE方式对PD设备进行供电时，PD设备无法启动。主要原因在于原有设计上存在的缺陷，原有设计中不管是非隔离POE方案的芯片原厂提供的参考设计还是市面上的竞品的设备，他们在变压器的PIN10和PIN15都是使用连接到两个BS4200N的设计，其作用钳位电压是400V，同时还是双向，而后级的协议芯片的最大输入电压实际才100V，这样会造成上面说的问题，在进行网口雷击2KV(甚至以上)的时候，后面的协议芯片就会大概率的损坏，甚至有的会烧毁到后级的器件，也就导致POE功能的失效。

由于现有的智能家居的PD设备(采用非隔离方案)使用环境极大可能存在同时使用3芯电源和POE供电的方式，因此上述问题亟待解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种支持POE与电源同时连接的PD设备防雷设计电路，确保PD设备中POE供电和协议芯片均能在雷击后正常使用。

本发明是这样实现的：一种支持POE与电源同时连接的PD设备防雷设计电路，所述PD设备内部包括变压器T4、网口JP10和协议芯片U20，所述变压器T4和网口JP10之间设有防雷设计电路，所述防雷设计电路包括降压模块和稳压模块，所述降压模块并联在变压器T4与网口JP10的连接中，所述稳压模块与协议芯片U20的输入端连接。

进一步的，所述降压模块包括单向双通道TVS防雷管D80，所述单向双通道TVS防雷管D80的第1引脚与变压器T4的第10引脚连接，所述单向双通道TVS防雷管D80的第2引脚与变压器T4的第15引脚连接，所述单向双通道TVS防雷管D80的第3引脚分别与网口JP10的第11引脚和第12引脚连接。

进一步的，所述单向双通道TVS防雷管D80的型号为SMCJ-58CA。

进一步的，所述稳压模块包括瞬态抑制二极管D65和瞬态抑制二极管D109，所述瞬态抑制二极管D65的负极分别与POE电源的正极和协议芯片U20的第8引脚连接，所述瞬态抑制二极管D65的正极分别与POE电源的负极和协议芯片U20的第4引脚连接，所述瞬态抑制二极管D109的负极分别与POE电源的正极和协议芯片U20的第8引脚连接，所述瞬态抑制二极管D109的正极分别与POE电源的负极和协议芯片U20的第4引脚连接。

进一步的，所述瞬态抑制二极管D65和瞬态抑制二极管D109的型号均为SMAJ58A。

本发明的优点在于：

用单向双通道TVS防雷管替代原有的BS4200N设计，可以防止反向能量，且其作用钳位电压是58V，58V以上能量都会被阻截进入到后级，可以在前级当雷击进行时，有效的将能量保持在100V以内，甚至58V以内，保证了后级协议芯片U20在雷击实验中不被损坏，同时通过在协议芯片U20的输入端加上D109和D65的单向的TVS管，实现稳压，确保协议芯片U20的正常工作。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种支持POE与电源同时连接的PD设备防雷设计电路中降压模块的电路连接示意图。

图2为本发明一种支持POE与电源同时连接的PD设备防雷设计电路中稳压模块的电路连接示意图。

具体实施方式

请参阅图1和图2，本发明的一种支持POE与电源同时连接的PD设备防雷设计电路，所述PD设备内部包括变压器T4、网口JP10和协议芯片U20，所述变压器T4和网口JP10之间设有防雷设计电路，所述防雷设计电路包括降压模块和稳压模块，所述降压模块并联在变压器T4与网口JP10的连接中，所述稳压模块与协议芯片U20的输入端连接。

较佳的，所述降压模块包括单向双通道TVS防雷管D80，所述单向双通道TVS防雷管D80的第1引脚与变压器T4的第10引脚连接，所述单向双通道TVS防雷管D80的第2引脚与变压器T4的第15引脚连接，所述单向双通道TVS防雷管D80的第3引脚分别与网口JP10的第11引脚和第12引脚连接。

较佳的，所述单向双通道TVS防雷管D80的型号为SMCJ-58CA。

较佳的，所述稳压模块包括瞬态抑制二极管D65和瞬态抑制二极管D109，所述瞬态抑制二极管D65的负极分别与POE电源的正极和协议芯片U20的第8引脚连接，所述瞬态抑制二极管D65的正极分别与POE电源的负极和协议芯片U20的第4引脚连接，所述瞬态抑制二极管D109的负极分别与POE电源的正极和协议芯片U20的第8引脚连接，所述瞬态抑制二极管D109的正极分别与POE电源的负极和协议芯片U20的第4引脚连接。

较佳的，所述瞬态抑制二极管D65和瞬态抑制二极管D109的型号均为SMAJ58A。

本发明防雷电路中采用单向双通道TVS防雷管(SMCJ-58CA)作为降压单元，替代原有的BS4200N设计，其内部集成2个单向防雷管，可以防止反向能量，其作用钳位电压是58V，58V以上能量都会被阻截进入到后级，可以在前级当雷击进行时，有效的将能量保持在100V以内，甚至58V以内，实现阻止100V以上的能量进入，保证了后级协议芯片U20(U20的最大输入电压实际是100V)在雷击实验中不被损坏，同时通过在协议芯片U20的输入端设置稳压模块，通过两并联的单向TVS管，稳住输入到U20的电压在58V，实现稳压，确保协议芯片U20的正常工作。

采用本发明上述设计方案可以使智能家居的PD设备(采用非隔离方案)在同时使用3芯电源和POE供电的方式通过雷击2KV甚至3KV的电压的实验后，POE功能正常，3芯供电功能也是正常。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。