【经验】带POE供电的监控摄像头供电端雷击2KV测试整改案例
客户产品为监控摄像头。此产品有两种供电方式，一种为常规DC12V电源供电，另一种为POE供电。POE供电在工业监控产品中应用普遍，面对复杂环境，此类接口通常也需要进行浪涌测试。经客户描述，在测试POE端口雷击浪涌±2KV时，POE芯片损坏。产品如下图所示：
案例整改过程：
整改前的方案如下图所示。在网络IP摄像头的电路中，端口使用了GDT（UN1812-230CSMD）作浪涌共模防护，客户使用两个陶瓷管做差模浪涌防护，分析确认芯片损坏是由于差模残压较高导致。
在原方案的基础上，整流桥前端加TVS管（UNS1K58CA）做差模防护。再次验证测试差模8/20μs波形 ±1KV，产品工作正常；原理如下图所示：
进一步测试共模8/20μs±2KV时，POE芯片发生短路现象。在原整改基础上，在整流桥后端加共模电感（2.2μH）退耦，且加入二级TVS管（SMBJ58CA）防护，并对方案进一步优化：将POE＋对GND的GDT去除。整改如下图所示：
最终经如上整改措施，产品通过测试。满足IEC61000-4-5 8/20μs组合波差模±1KV，共模±2KV的雷击测试要求，且差模2KV、共模4KV均可满足要求。
案例分析总结：
此产品的共模地为系统地，POE芯片也与其有电气连接。因前端的共模防护器件GDT的残压相对TVS器件来说比较高，这会让POE芯片承受过高的电压而击穿损坏。故在整流桥后端加共模电感，达到退耦和抑制共模干扰的作用。同时UNS1K58CA与SMBJ58CA形成两级差模防护，抗浪涌效果更佳。确保电路即使在复杂多变的环境下也能安全无忧的工作。
将方案中POE＋对GND的GDT去除，可以在不影响产品抗浪涌能力的情况下，为客户降低整体成本，并改善空间受限的影响。
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产品型号
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品类
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Reverse Stand-Off Voltage VRWM(V)
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Breakdown Voltage VBR (V) @IT MIN
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Breakdown Voltage VBR (V) @IT MAX
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Test Current IT (mA)
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Maximum Clamping Voltage VC @IPP (V)
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Maximum Peak Pulse Current IPP (A)
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Maximum Reverse Leakage IR @VRWM (μA)
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model
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8KP24A
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Axial Lead Transient Voltage Suppressors
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24
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26.7
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29.5
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1
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38.9
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Uni
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