以太网网络变压器设计

以太网网络变压器设计

一、概述

网络变压器又名网络隔离变压器、以太网变压器、网络滤波器。产品类型又分为单口、双口、多口、10/100BASE、1000BASE-TX、10000BASE-TX和RJ45接口集成型网络隔离变压器。
产品主要应用于：RJ45网卡、以太网交换机、网络路由器、ADSL、VDSL数字设备、EOC终端、EPON/GPON三网融合设备、网络机顶盒、智能电视、网络摄像机、SDH/ATMSDH/ATM、PC主板、电脑周边、工业主板、网络伺服器、电信通讯基站smallcell等设备。

网络变压器主要有信号传输、阻抗匹配、波形修复、信号杂波抑制和高电压隔离等作用。

在以太网设备中，通过PHY接RJ45时，中间都会加一个网络变压器。有的变压器中心抽头接到地。而且接电源时，电源值又可以不一样，3.3V，2.5V，1.8V都有。这个变压器的作用分析如下：

• 1、中间抽头为什么有些接电源？有些接地？这个主要是与使用的PHY芯片UTP口驱动类型决定的，这种驱动类型有两种，电压驱动和电流驱动。电流驱动的，需要将抽头接到电源；电压驱动的就通过电容接地。所以对于不同的芯片，中心抽头的接法，与PHY是有密切关系的，具体还要参看芯片的datasheet和参考设计了。

• 2、为什么接电源时，又接不同的电压呢？这个也是所使用的PHY芯片资料里规定的UTP端口电平决定的。决定的什么电平，就得接相应的电压了。即如果是2.5v的就上拉到2.5v，如果是3.3v的就上拉到3.3v。

• ⒊这个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，传输距离就很受限制，而且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。

二、常用PHY芯片

DP83848（电流型PHY）DP83867（电压型PHY）BCM5333（电压型PHY）88E1111（电流型PHY）DM9000（电流型PHY）88E1512（电压型PHY）KD3002（电压型PHY）KD3004（电压型PHY）KD3008（电压型PHY）WX1860（电压型PHY）YT8614（电压型PHY）YT8521（电压型PHY）

三、网络变压器设计总结：

1）电流驱动型的PHY，2线共模电感只能放在线缆（RJ45）侧。

2）电压驱动型的PHY，2线共模电感可以放在PHY侧或线缆侧。

1）和2）的结论表明无论哪种PHY，2线共模电感都可以放在线缆侧。

3）电流驱动型的PHY，3线共模电感要放在PHY侧。

4）电压驱动型的PHY，3线共模电感要放在PHY侧。

5）电流或电压驱动型的PHY，若为2线共模电感+自耦变压器形式，自耦变压器放在RJ45侧。

6）与电流驱动型PHY连接的网络变压器的中心抽头接VCC，VCC为PHY的供电电压。

7）与电压驱动型PHY连接的网络变压器的中心抽头接对地电容。

三、设计举例

电流型PHY

电压型PHY

集成网络变压器的RJ45

转自------ 硬件设计与测试