netprotect.pdf

(450 KB) Pobierz
Założenia projektowe oraz protokoły badań
ochronnika przeciwprzepięciowego sieci Ethernet
Celem
jest
opracowanie
uniwersalnego,
możliwego
do
łatwego
dostosowania do potrzeb układu zabezpieczającego do wieloprzewodowego
kabla sygnałowego.
Skrętka czteroparowa UTP (Unshielded Twisted Pair) kategorii 5 jest
obecnie standardowym kablem używanym do transmisji danych. Ze względu
na pracę w
środowisku
szczególnie narażonym na zakłócenia przy
jednoczesnych wymaganiach co do odporności systemu w układach kontroli
ruchu miejskiego stosuje się raczej ekranowaną skrętkę STP (Shielded
Twisted Pair) kat. 5. Sieć taka jest coraz powszechniej stosowana jako
medium transmisji danych pomiędzy kontrolerami a czujnikami wykrywającymi
pojazdy, np. kamerami CCD. W zależności od konkretnego zastosowania
mogą być używane różne standardy przesyłu sygnału, napięcia oraz prądy.
Większość z nich zawiera się w zakresie napięć od 2 do 15 V oraz zakresie
częstotliwości poniżej 200 MHz.
Układ zostanie przetestowany pod kątem generowania zakłóceń oraz
skuteczności zabezpieczenia na kablu lokalnej sieci komputerowej 100Base-T,
ze względu na jej wysokie wymagania w zakresie jakości sygnału.
Zaproponowany układ ochronny charakteryzuje się następującymi
zaletami:
•
Skalowalność
Przedstawiony schemat zawiera tylko 8 linii sygnałowych, jednak
poprzez
dołączanie
kolejnych
par
diod
1N4007
można
w
niemal
nieograniczonym zakresie rozszerzać tę liczbę.
•
Niezależna regulacja napięć zadziałania przy udarze międzyżyłowym i
doziemnym
Zmieniając napięcie Zenera diody transilowej D19 można dobrać
napięcie zadziałania przy udarze międzyżyłowym według wzoru:
U
m
=2*U
fo1N4007
+ U
BR
gdzie
U
BR
=napięcie przebicia diody transilowej
U
fo1N4007
= napięcie przewodzenia diody 1N4007
Zmieniając wartość warystora W1 można dobrać napięcie zadziałania
przy udarze doziemnym według wzoru:
U
d
=2*U
fo1N4007
+ U
W
+U
BR
gdzie
U
fo1N4007
= napięcie przewodzenia diody 1N4007
U
BR
=napięcie przebicia diody transilowej
U
W
=napięcie przebicia warystora
Uniwersalny układ zabezpieczający na 8 linii sygnałowych
Wykaz elementów
D1-D18 – diody prostownicze 1N4007
D19 – Dioda zabezpieczająca 1.5KE12
W1 – Warystor metalowo – tlenkowy S14K25
Gniazdo RJ45
Przewód uziemienia
Wtyk RJ45
Rys. Układ ochronnika przystosowany do kabla UTP kat.5 ze złączem RJ45
5.1 Charakterystyki elementów
5.1.1 Dioda prostownicza 1N4007
Parametry:
V
RRM
=1000V – maksymalne napięcie w kierunku zaporowym
I
F
=1 A – maksymalny prąd w kierunku przewodzenia
V
F
=1,1 V – napięcie przy prądzie I
F
I
R
=10µA – prąd przy napięciu zaporowym V
RRM
t
rr
=2µs – czas przełączania
Dioda prostownicza 1N4007 posiada określony maksymalny prąd w kieunku
przewodzenia na poziomie 1 A, jednak są to dane dla prądu stałego. Prąd
udarowy płynący w czasie kilkudziesięciu mikrosekund może osiągnąć
wielokrotnie wyższe wartości bez zniszczenia termicznego diody. W celu
przebadania przydatności diody zastosowałem określony normami udar
napięciowo-prądowy
Parametry udaru testowego:
Udar napięciowy
czas narastania – 1,2
µs
czas do półszczytu – 50
µs
amplituda 250 V-6,6 kV regulowana nastawami generatora z krokiem 50 V
amplituda prądu 125A-3,3kA przy obciążeniu generatora 2
Ω
Udar prądowy
czas narastania - 8
µs
czas do półszczytu – 20
µs
Po każdej serii udarów sprawdzana była funkcjonalność diody

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin