【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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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

上海锐星微电子科技有限公司简介

型号- RS2CB1310,XO5127C1,RS8304TEX,RS803MT,IT7C4337ZE,RS810MT,RS4C1339UE,RS2CG5703LE,RS0003M,RS809ZT,RS6XO2016-24,RS6XO2016-26,RS812MTB,RS1104WEX,X05027,IT8563UE,RS809JT,RS6SSC201C05,RS809RT,RS811STB,RS00304ZHIEX,RS0804WEX,RS304TEX,RS304,RS0804-3225,RS36,RS7LS102,RS37,RS8304WEX,RS35,RS33,RS6XO2520-26,RS809ST,RS7LS104,RS2CG506,RS6XO2520-24,RS0003,RS0006,RS0005,RS6XO3225-26,RS812TTB,RS6XO3225-24,RS0002,RS0804,RX8025,RS4C1338UE,RS4C1339WE,RS4TC8025SE,RS4C411WE,RS809TT,RS811ZTB,XO5052,XO5070L,RS811RTB,RS30,RS31,RS304WEX,CF5060HE6,RS811JTB,XO5052C1-E,XO5052C1-C,RS4C1340UE,RS350,RS809MT,RS6XO2520-XX,RS803RT,RS00310ZDIEX,RS2CG571,RS2CG5705LE,RS812STB,RS803ZT,RS4C1338WE,RS2CB2000GQ,IT7C4337UE,RS803JT,XO6201,RS4C411UE,RS2CG440,RS810RT,RS803ST,RS811MTB,RS810ZT,XO5052C,RS4TC8900CE,RS4C1340WE,RS8304UEX,XO5052B,RS00304,RS8051,RS810JT,RS812ZTB,RS7LS304,RS812RTB,RX8900,RS6SSC201YXX,RS0001F,RS810ST,RS812JTB,RS0001E,RS2CG5703,IT7C4337WE,XO5070L-3DE,RS2CG5705,IT8563WE,RS6XO2016-XX,RS6XO3225-XX,RS00310,RS4C411SE,RS4TC8900SE,X05035,RS811TTB,RS304UEX,RS810TT,RS7LS9306

商品及供应商介绍 - 锐星微 - 2023/5/19 PDF 中文下载

【产品】带网络变压器及雷击浪涌保护的100M/1000M以太网口RJ45连接器可广泛用于各种物联网场景

优恩半导体100M/1000M带网络变压器及雷击浪涌保护网口RJ45连接器，内置隔离变压器及浪涌防护电路,且该产品具有钳位电压低、占PCB板面积小等特点，集成化设计能极大程度的提高客户的开发进度的同时，并降低工程开发验证成本。

产品发布时间 : 2021-07-28

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

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。

厂牌及品类发布时间 : 2022-07-30

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

【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

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

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

【产品】隔离式5V Class4评估套Si34061FB5VC4KIT，可演示IEEE 802.3at以太网供电PD系统

芯科科技推出Si34061 隔离式5V 4类评估套Si34061FB5VC4KIT。评估套件利用 Silicon Labs 的 Si34061 PoE PD 设备演示完整的 IEEE 802.3at 以太网供电 PD 系统。单个 Si34061 用于管理 PoE 接口和 DC-DC 转换。使用小型 EPD13 变压器时，隔离式反激转换器的输出高达 6A-5V，总功率为 30W。

新产品发布时间 : 2020-03-14