户外 4G CPE,PoE 供电,网口走室外线。做 IEC 61000-4-5,差模 1kV 打十次都正常,共模 2kV 打到第二次,PHY 就不通了,断电重启也不恢复,要换芯片。
网口前面有共模电感和 TVS,PoE 变压器是集成式的,Y 电容 1nF。试过把 TVS 换成通流更大的,也加了气体放电管,但共模一打还是 PHY 先挂。共模和差模到底哪个更难扛,能量是从哪进去的?
结论:共模先挂,而且几乎总是 PHY 先挂。共模能量不走差分对,它经 Y 电容和变压器寄生电容窜到 PHY 侧的地,把 PHY 的收发引脚顶穿。
机制:1.2/50μs、2Ω 源阻抗下 2kV 的理论峰值电流约 1kA,实际被前级器件限到几百安。能量按阻抗分配,共模路径上的 Y 电容(1nF 在 1MHz 下约 160Ω)和变压器寄生电容(几 pF,高频阻抗低)构成通路,PHY 的 ESD 二极管根本吃不下这个能量。差模则被变压器隔离挡住,所以轻松过。
排查步骤:
提醒:共模防护的瓶颈往往不是器件,是你把能量往哪儿引——地没做好,加几级都是给 PHY 送能量。
补充:共模打的时候注意辅助设备的去耦,我们见过浪涌从测试用的笔记本网口倒灌进去,误判成产品问题。打之前把辅助设备用光纤隔离,能省很多冤枉路。
GDT 有续流问题,PoE 线上一直有 48V,选型要看维持电压和弧光电压,别打完一次就短路。我们用 90V 的,配合 PTC 才稳。