¿Protección ESD para premagnéticos Ethernet de 1 Gb capaces de soportar PoE?

Estoy buscando sugerencias sobre cómo proteger un puerto ethernet gigabit de ESD entre el conector y el magnetismo.

Debido a la naturaleza del diseño del equipo, los imanes no se pueden colocar junto al conector circular no estándar (es decir, no RJ-45). El transformador está a unas 3 pulgadas de distancia después de que las señales atraviesan un cable y llegan a un PWB. Actualmente se utiliza un dispositivo Semtech Rclamp0524 en el flex justo en el conector para la protección ESD Low-C de alta velocidad que no afecta el diagrama de ojo de las señales diferenciales PAM-5.

Sin embargo, hemos descubierto que cuando se conecta a algunos enrutadores/conmutadores de red con PoE (que tiende a estar activado de forma predeterminada en esos equipos), los diodos TVS se destruyen (a veces cortos -> el puerto deja de funcionar, o a veces abierto -> puerto funciona pero ahora sin protección). La teoría es que las características V/I en estos durante las sondas PoE hacen que parezca que el puerto tiene un controlador PD y el PoE aumenta el voltaje y destruye los diodos.

Vamos a mover estas matrices de diodos TVS entre el transformador y el puerto MDI/PHY para proteger la física. Sin embargo, también necesito proteger el otro circuito en el PWB (cerca de la interfaz flexible) para que no vea los transitorios ESD (todos los demás puertos de interfaz tienen protección ESD justo en la parte posterior de los conectores mil-circ para mantenerlo alejado del PWB principal). La preocupación es que cualquier televisor capaz de soportar voltaje PoE tiene demasiada capacitancia y degradará el diagrama de ojo hasta el punto de que la operación de 1 Gbs no funcionará.

¿Alguien tiene recomendaciones para piezas y/o una solución alternativa que podría usarse para eliminar ESD en el circuito flexible/conector?

Disposición del circuito:ingrese la descripción de la imagen aquí

Esquema simplificado:ingrese la descripción de la imagen aquí

Necesitas mostrar definitivamente un esquema. También debe tener en cuenta los niveles de protección contra sobretensiones de rayos indirectos EN pr IEC 61000-4-5 y no los eventos ESD insignificantes. 61000-4-5 es estándar para interfaces Ethernet normales.
Voy a dibujar un diagrama. Las especificaciones IEC no son aplicables en este caso. La prueba es MIL-STD-461G CS118. CS117 no es aplicable en los recintos vehiculares en los que se instala este equipo.
Dibuje un diagrama, pero sí, Rclamp0524 tiene cuatro pines de señal, y si lo está usando en el lado del conector de Ethernet POE, eso es simplemente un cortocircuito en el voltaje POE si está entre el par de suministro positivo y el par de suministro negativo.
@Justme - No lo creo. Tiene que pasar por la ruptura inversa del diodo zener. No hay una ruta de polarización directa entre los pares de pines.
Solo yo: además, los 2 pares (4 cables) en el Rclamp están conectados a los pares B+/- y C+/- con A+/- y D+/- conectados en otra parte del Rclamp. Entonces, para los Modos A y B de la especificación PoE, DC+ y DC- nunca están en el mismo dispositivo Rclamp.
¿Qué chip PHY es ese y qué transformador está usando? ¿Tiene las conexiones a tierra Rclamp de DC+ Rclamp y DC- Rclamp conectadas?
Solo yo: el PHY es Atheros AR8238. Todas las conexiones a tierra del TVS están conectadas al chasis en la carcasa del conector. El transformador es Halo TG1G-E201NV6LF. También para aclarar: el Bob Smith de 75 ohmios está en realidad en el lado del conector del transformador; el dibujo es incorrecto.
Estoy desconcertado por algunas cosas, no se menciona que el AR8238 admite gigabit en absoluto, y no se menciona que el transformador admite PoE en absoluto. Menos mal que el dibujo está mal, habría preguntado sobre la terminación a continuación. Pero sé por qué sus Rclamps siguen explotando, ya que se usan incorrectamente.
@Justme - El error tipográfico ataca de nuevo. Transpuse los 2 y 3: el AR8328 es un conmutador Gigabit Ethernet de siete puertos. Estamos bloqueando el voltaje DC PoE con el capacitor en el transformador. El problema no se trata de admitir PoE, se trata de que no se dañe cuando se conecta a un puerto del enrutador que tiene PoE activado.
Sí, el transformador lo bloquea. Pero Rclamps corta los voltajes de CC entre los pares de Ethernet.

Respuestas (1)

Los dispositivos Rclamp0524 están mal conectados.

Por lo general, las líneas Ethernet no tienen protección ESD con referencia a tierra en el lado del cable del transformador, solo verá algo como un televisor conectado a ambos pines de un par, en todo caso, y el dispositivo Rclamp estaría en el lado PHY del transformador. En el lado del cable, se pueden usar televisores simples entre cables de un par, por lo que serán cuatro y no tienen que soportar el voltaje PoE. Por supuesto, se puede utilizar un dispositivo ESD especial diseñado para proteger dispositivos habilitados para PoE.

Solo por simplicidad, dice en la hoja de datos de Rclamp que cualquier pin a tierra tiene un voltaje de sujeción de 15V a 1A.

Tenga en cuenta que tiene los pines de tierra Rclamp de todos los pares de Ethernet conectados entre sí, no lo llamemos tierra por ahora, sino una referencia común.

Por lo tanto, debido al dispositivo de protección, solo puede haber 15 V del voltaje PoE+ al pin común y 15 V del pin común al pin PoE-. Entonces, cada vez que se aplica un voltaje PoE de incluso 30 V, tendría una corriente de sujeción de 1 A a través de dispositivos Rclamp.

En la práctica, como cada diodo tiene un voltaje directo de aproximadamente 0,6 V y el TVS tiene una ruptura inversa de aproximadamente 9,36 V, comenzará a conducir en algún lugar cercano a los 12 V.

Por lo tanto, no debe referenciar ni proteger los pares de ethernet a tierra o entre sí, y con el dispositivo Rclamp, no soporta voltajes PoE.

Se supone que el equipo que proporciona PoE sondea la línea en busca de un dispositivo PD como parte de la negociación. Nuestra creencia es que las características V/I de ruptura inversa del dispositivo Rclamp hacen que parezca una impedancia de 19 a 26 KOhm y el enrutador aumenta hasta el voltaje máximo.
En cuanto a la conexión a tierra, no entiendo del todo: si el TVS está de línea a línea, ¿dónde fluye la energía transitoria durante un evento de ESD? No puede suponer que un cable está conectado cuando la energía llega al pin (de hecho, MIL-STD-461G CS118 requiere una descarga de contacto en los pines individuales con retorno a través del chasis) y dije que no se puede permitir que la energía fluya hacia abajo el flex a la otra tarjeta de circuito. El único lugar para desviar esa energía es directamente a la tierra del chasis.
Es más común que las notas de aplicación ESD de Ethernet no tengan protección de línea a tierra en el lado del cable, solo protección de línea a línea. Si tiene un evento de ESD en un pin, viaja al transformador y sale del grifo central, a través de la resistencia 75R y el capacitor a tierra. Como el transformador puede convertir el pulso al lado PHY, las protecciones del lado PHY se encargan de eso. Si PoE es pasivo, debe admitir más de 48 V entre pares, no negociará y dos Rclamps lo sujetarán por debajo de 30 V.
@Justme Espero sinceramente que no haya interruptores que actúen como fuentes PoE pasivas de forma predeterminada. Habilitar PoE pasivo sin un dispositivo compatible en el otro extremo es equivalente a agregar un inyector a ciegas, y probablemente freirá el otro dispositivo.
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