【经验】以太网为什么要增加隔离变压器？

时间： 2021-08-10 来源：韬略科技

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韬略科技将在本文探讨以太网为什么要增加隔离变压器。网络隔离变压器到底是什么作用呢，可不可以不接呢。从理论上来说，是可以不需要接变压器，直接接到RJ45上，也是能正常工作的。但是呢，传输距离就很受限值，当接到不同电平网口时，也会有影响。而且外部对芯片的干扰也很大。当接了网络变压器后，它主要用于信号电平耦合。

其一，可以增强信号，使其传输距离更远；

其二，使芯片端与外部隔离，抗干扰能力大大增强，而且对芯片增加了很大的保护作用（如雷击);

其三，当接到不同电平（如有的PHY芯片是2.5V,有的PHY芯片是3.3V）的网口时，不会对彼此设备造成影响。

任何CMOS制程的芯片工作的时候产生的信号电平总是大于0V的（取决于芯片的制程和设计需求），PHY输出信号送到100米甚至更长的地方会有很大的直流分量的损失。而且外部网线直接和芯片相连的话，电磁感应（打雷）和静电，很容易造成芯片的损坏。

再就是设备接地方法不同，电网环境会导致双方的0V电平不一致，这样信号从A传到B，由于A设备的0V电平和B点的0V电平不一样，这样可能会导致很大的电流从电势高的设备流向电势低的设备。

下面简单介绍一下隔离变压器的工作原理：

差模信号经过隔离变压器时的信号流向：

共模信号经过隔离变压器时的信号流向：

当共模信号经过隔离变压器时，由于线圈两端的电压极性相同，不会形成电流。故不会将共模信号传递至次级线圈。但是线圈间的耦合电容Cww为共模信号的传递提供了通路：

隔离变压器的共模信号抑制

为了防止主级线圈上的共模信号传递至次级线圈，在主级线圈中添加中心抽头为共模信号的泄放提供通路，（大部分时候中心抽头增加滤波电路并不能很好的抑制共模干扰信号，因此很多工程师会选择带共模电感的隔离变压器，或者在网口差分信号走线上预留共模电感的位置）：

结论：以太网设计中隔离变压器在满足功能（差分信号传输）前提下，不仅能对后端电路起到抗扰防护作用，还能抑制共模辐射噪声。因此隔离变压器是以太网口的标配设计。

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上海锐星微电子科技有限公司简介

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WAGO（万可）工业接口模块总选型指南（英文）

描述- Wire individual components of your equipment quickly, easily and systematically – whether for automation, or at the interconnection point between control cabinet wiring and a standard interface such as RS-232. As system and control cabinet solutions become more and more complex, this approach saves time and money on planning, installation and commissioning.

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SERIES,279-432,280-762,857-162,279-433,280-763,855-405/750-501,280-764,280-765,857-161,857-167,857-164,857-165,855-405/750-509,790-140,750-923/000-001,787-3861/108-020,855-305/200-509,289-665,289-664,790-133,790-134,704-2034,288-867,857-151,857-152,857-150,857-155,857-153,857-154,855-305/200-501,279-440,289-614,289-613,248-501/000-024,289-612,248-501/000-023,289-611,206-1441,206-1442,704-2003,706-100/310-200,704-2004,2042-321,248-501/000-012,206-1451,285-173,285-172,704-2014,248-501/000-017,249 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SERIES,2857-194/3140-000,2002-1761,706-150/326-100,289-179,706-100/515-200,289-178,289-177,289-176,289-175,215-511,289-174,289-172,704-5074,788-944,788-946,788-949,855-5005/1000-000,216-322,216-321,288-364,288-368,706-160/525-100,787-3861/400-1000,788-931,788-936,706-100/314-200,790-193,706-160/509-100,790-190,790-191,790-192,281-482,289-198,289-197,280-681,289-195,286-304,280-686,704-5054,857 SERIES,706-160/550-100,286-794,288-380,286-312,286-792,286-791,830-800/000-302/000-006,706-100/550-300,704-5063,787-1664/000-250,704-5064,280 SERIES,2857,706-100/650-300,789-312,280-503/281-580,280-503/281-581,289-131,286-721,706-100/537-300,286-723,704-5034,788-506,788-507,788-508,789-304,210-295,210-296,706-160/537-300,289-128,289-121,706-100/509-300,704-5044,855-4005/150-101,787-722,289-151,286-742,787-2861/108-020,704-5013,789-329,750-841,789-326,216-302,216-301,787-732,789-324,789-325,789-323,286-752,787-1664/006-1054,787-712,787-1664/000-200,788-512,706-150/334-200,788-515,788-516,704-5024,706-100/609-300,279 SERIES,289-578,855-4001/150-001,289-577,289-576,289-575,859-708,793-5501/000-012,859-706,793-5501/000-017,859-702,706-100/650-100,788-546,280-621,788-548,706-100/537-100,788-549,280-628,209-994,280-629,209-995,209-996,209-997,859-712,787-736,706-150/320-300,787-734,787-738,793-5501/000-024,793-5501/000-023,704-5003,704-5004,788-541,249-656,788-543,788-544,280-638,280-639,787-742,787-740,859-720,706-160/515-300,289-114,790-220,289-113,288-312,289-111,879 SERIES,855-3001/100-003,249-651,209-701/000-024,249-653,249-654,280-601,209-701/000-023,855-305/400-509,280-606,280-608,280-609,706-100/320-100,859-734,859-732,289-105,289-588,859-730,289-103,289-587,2042-1008,289-102,289-586,289-101,289-585,859-739,209-701/000-017,859-737,790-216,288-304,859-738,280-610,706-100/609-100,209-701/000-012,280-616,280-618,280-619,704,706,787-3861/004-020,855-305/150-501,859-744,206-1129,709,859-740,206-1125,206-1126,206-1127,206-1128,249-622,209-701/000-006,788-113,249-623,209-701/000-007,2787-2135,788-114,2787-2134,788-115,209-701/000-002,788-106,788-108,209-701/000-005,788-109

选型指南 - WAGO - Edition 2023/2024 - 03/2023 PDF 英文下载

优恩半导体带网变和浪涌保护的百兆/千兆以太网RJ45连接器，网口高温85°C不丢包、保障网口通讯安全稳定

描述- 随着科学技术的高速发展，万物互联并网的趋势已经成为必然。网络端口也越来越多的出现在电子产品上面，因其较远的传输距离且复杂的布线环境，如架空户外及通信机房等电磁环境较复杂的地方，极易通过网线端引入干扰导致系统重启、死机及严重的芯片损坏等现象。此类情况必然给后续产品的稳定性及可靠性带来一定隐患，如何保证网口部分能高效、可靠、安全地抵挡住外界的干扰，一套完善的解决方案就显得尤为重要。

型号- UN111B324GWA1DFL,UN111B339GWA1DFL,UN111B339HWA1DFL,UN111Q303AB2A1DFL,UN111Q303GWA1DFL,UN111B339DB2A1DFL,UN111B339AB2A1DFL,UN111Q303DB2A1DFL,UN111B324FB2A1DFL,UN111B324AB2A1DFL,UN111B372BA2A1DFL,UN111Q303HWA1DFL

商品及供应商介绍 - 优恩半导体 - 2021年8月 PDF 中文下载

目前项目中需要使用Si3404设计PoE受电模块，但是不知电源变压器如何购买和定制？目前看官方的demo里的变压器是让铭普光磁设计的，但是找不到卖的。

Silicon Labs 以太网供电芯片Si3404，副边反馈的隔离参考设计EVB用户手册请参考：UG325: Class 3 Isolated Evaluation Board for the Si3404。EVB使用的变压器是：MenTech公司的TOEP13-0155S1型号，15W输出功率，可以找MenTech公司购买。如果贵司需要，可以联系我们平台，我们会帮助提供变压器参数，贵司找变压器厂家制作变压器。

技术问答发布时间 : 2019-07-04

【应用】铭普光磁网络隔离变压器助力5G WIFI的RJ45接口，可有效滤除共模阻抗的干扰，工作温度-40~85℃

在客户设计5G WIFI的过程中，由于供应链问题的影响，客户要求网络变压器需要国产化，设计要求这颗网络变压器需要支持100/1000 Base-T以太网传输，还要满足IEEE 802.3ab标准，支持-40-85℃工作，需要贴片的，推荐G2405CE。

应用方案发布时间 : 2022-12-14

以太网RJ45的隔离变压器后端需要一款保护器件做ESD防护，请推荐一款保护器件。

以太网RJ45接口后端的隔离变压器输出的是两对差分信号，对于100M以上的通讯速率要求防护器件的结电容小，推荐用TVS阵列SP0504S，这个TVS阵列的结电容为0.85pF，反向工作电压为6V，钳位电压范围为9-13V。

技术问答发布时间 : 2017-09-26

铭普光磁提供汽车级网络变压器，已通过AEC-Q200认证，满足高速率车载以太网数据传输要求

铭普汽车级网络变压器产品支持多种应用于汽车的技术，包括CAN总线、FlexRay、以太网音频视频桥接(AVB)、100Base-T1等；工作温度范围从-40℃到+125℃，用于信号滤波，隔离，可靠性高，满足AEC-Q200汽车质量要求。

原厂动态发布时间 : 2022-07-30

用的si3402-b做的千兆poe非隔离方案。系统功率不超过4w。初次上电，前5分钟poe正常取电，通信正常，之后就会断电，接下去就会很频繁的断电重启，1 2分钟左右。当没有通信时，poe取电正常。网络变压器用的是fc1503nl。外部供电时，系统网口通信正常。通信时poe供电会断是什么原因？如果是干扰，是哪里引入的？

Si3402-B是Silicon Labs公司POE供电中的PD芯片，如果用在千兆以太网中，一般从网络变压器的中间抽头来供电，还可以检查一下分级电阻的设置，在Silicon Labs（芯科科技） Si3402-B开关稳压器数据手册：Table 7. Class Resistor Values中找到，如果贵司可以提供电路图，可能会更有助于分析问题。

技术问答发布时间 : 2019-03-07