千兆网口防雷电路设计要点
适用范围
非 PoE、四对双向 1000BASE-T；分立 RJ45＋外置 TD 网变，有可靠机壳地/PE。适用于外置分裂端接、中点交流接地、CT需偏置的电流型 PHY。
端接与偏置
R1-R8 各49.9Ω，每对中点各经10nF接GND，中点不直接接电源或GND。PHY侧CT接VCT，电压按PHY确定；C5-C8各100nF为本版就近旁路建议。
磁件与触点
T1内为四路1:1隔离变压器＋线缆侧CMC；A/B/C/D分别接RJ45的1/2、3/6、4/5、7/8，所有线对均传输数据，4/5及7/8不短接。
分级防护
D1-D4为PHY侧低容双向差模TVS，各跨一对数据线。G1-G4各从线缆侧CT接SHIELD，引流点在75Ω前；SHIELD与可靠机壳/PE相连。
共模端接与实现
四路CT各经RB1-RB4（75Ω）汇入BS，再经C9（1nF、≥2kV）接SHIELD；网口金属壳接同网。GND与SHIELD分网。防护器件须按PHY与试验条件选型，参数和依据见第3页。
千兆网口防雷电路图怎么读
- R1-R8：49.9Ω；每对中点经独立 10nF 接 GND。
- TERM0-3 不直接接电源或 GND，四个中点不互接。
- VCT 为 CT 偏置电源；电压由所选 PHY 确定。
- * C5-C8 为本版就近旁路建议，按 PHY 电源设计核定。
- D1-D4 跨线对；G1-G4 从线缆侧 CT 泄放至机壳 / PE。
- RB1-RB4、C9、G1-G4 均在 T1 外；GND 与 SHIELD 分网。
- 功能端名不代表封装脚号；RJ45数字为线缆触点。实心点为连接，绕组旁点为同名端，跨线弧为不连接。保护参数选型见第3页。
相关沃虎器件（选型参考）
以上料号为本参考设计 PDF“产品图示”所列的沃虎器件，用于选型参考；最终型号须按 PHY 原厂资料与电路参数逐项复核。
器件设计理由与技术依据
| 器件 / 参数 | 数量与位置 | 设计理由 | 依据与页码 |
|---|---|---|---|
| U1 / R1-R8 / C1-C4 | 1 PHY；8R、4C | 仅适用本图端接架构。每对2×49.9Ω（±1%），中点经10nF接GND；四中点不直接互连、不直连VCT或GND。用独立中点降低共模耦合，差分端接约100Ω。 | E1 第7张；电阻精度为工程建议 |
| VCT / C5-C8 | 4颗100nF*，T1外 | PHY侧四CT接偏置电源。88E1111实例为2.5V；其他PHY不能直接套用。*每CT附近100nF为本版工程旁路建议，容量、数量与供电滤波按选定PHY和PCB电源设计核定。 | VCT：E1、E2；旁路配置：工程建议 |
| T1A-T1D / CMC | 4通道，均在T1内 | 1:1隔离变压器＋线缆侧CMC构成TD结构，保持同名端与极性对应。磁件须满足目标PHY的插损、回损、电感、平衡和绝缘要求；另校核CT浪涌回路中绕组及CMC的承受能力。 | 结构：E3 图7；参数按PHY/磁件原厂 |
| D1-D4 / 双向TVS | 4个差模保护通道 | PHY侧跨接各对P/N，靠近网变。选低电容、适配千兆信号的器件；VRWM覆盖正常差分摆幅，实际浪涌电流下的箝位与能量需匹配PHY瞬态耐受。无统一可直接套用的电压值。 | E4 图4；具体型号、参数待选 |
| G1-G4 / GDT | 4路，T1外 | 每路线缆CT在75Ω之前经GDT接SHIELD/PE。其火花放电电压、冲击电流、残压和动作差异须与磁件、TVS及端口绝缘试验配合。 | 局部接法：E5 p8；非PoE组合：工程设计 |
| RB1-RB4 / 75Ω | 4颗，T1外 | 线缆侧四CT分别串75Ω后汇入BS，用于共模端接。不能代替GDT/TVS；须核算GDT动作前及剩余浪涌的脉冲功率。±1%为工程选型建议。 | 连接与阻值：E3 p11；脉冲校核：工程要求 |
| C9 / 1nF、≥2kV | 1颗，T1外 | BS经高压电容接SHIELD，为高频共模提供回路。≥2kV是参考器件耐压建议，需按具体AC/DC额定值、绝缘与剩余浪涌核定；不代表系统可承受2kV或更高浪涌。 | E3 p11；最终绝缘配合另核 |
| J1 / GND / SHIELD | 分立RJ45；分网 | A/B/C/D对应1/2、3/6、4/5、7/8。SHELL、GDT及C9回到可靠机壳/PE；GND只在PHY侧，本图无固定GND-SHIELD耦合支路。实际焊脚、LED及完整PHY外围按选型补齐。 | E3；用户确认可靠机壳/PE；本图映射 |
原厂资料与采用范围
- E1 · Altera Cyclone IV GX 开发板，150-0311002-B1 Rev.B，2010-03-03。第7/15张原理图：88E1111 每对两颗49.9Ω，中点各经0.01µF接地；只采用千兆端接实例，不沿用该板整机接地。
- E2 · Marvell 88E1111 数据手册，MV-S100649-00 Rev.M，2020-08-31。p190 §4.4.3、表125：外部磁件CT供电为2.5V。此值只对应88E1111，本通用图保留VCT，由选定PHY确定。
- E3 · Texas Instruments TIDA-00204 设计指南，TIDU832B，2017-07。p11 §2.3.1.1.3、图7：四路线缆CT各经75Ω，再经共用1000pF电容接机壳，建议耐压≥2kV。只采用线缆侧网络，不复制其电压型PHY端接或测试等级。
- E4 · Semtech Ethernet Protection Methodology，2020-02-19。图4及结论：TVS跨接线对、位于PHY侧；按PHY损伤阈值及浪涌电流核定。本文不据此承诺本版的保护等级。
- E5 · Littelfuse General Port Protection，2024，p8。p8原图为PoE++：这里只借用四路线缆CT经GDT泄放至地的局部拓扑；移植为非PoE并与E1/E4组合属于工程设计，尚未验证整机性能。
使用边界
本图采用千兆电流型实例的端接，并组合GDT与差模TVS防护。各级有公开原厂依据；组合方案尚未经过整机测试，不能直接宣称任何kV防护等级。落板与防护验证：MDI按100Ω差分阻抗设计；端接紧靠PHY、TVS靠近磁件，支路短且成对对称。GDT至PE回路短宽，与PHY侧布线及参考平面分隔。确定ESD/浪涌等级、波形、耦合方式、源阻抗及判据后，验证链路、信号完整性、残压、器件脉冲应力和绝缘。此版不含PoE、直击雷或持续工频故障防护；展示产品未作匹配确认。参考电路用于设计选型；最终连接、器件参数与防护性能按实际选型及整机验证结果确定。本版完成图文及连接数据核查；未进行原生EDA ERC、样机防护试验或系统认证。
千兆网口防雷常见问题
千兆电流型 PHY 的端接中点能直接接 VCT 或 GND 吗？
不能。每对用2×49.9Ω（±1%）分裂端接，中点各经独立10nF接GND，四个中点不互连，也不直连VCT或GND；独立中点可降低共模耦合，差分端接约100Ω。该做法取自Altera开发板88E1111千兆端接实例，只适用于本图端接架构。
88E1111 的 CT 接 2.5V，换别的千兆 PHY 能照搬吗？
不能直接照搬。2.5V只对应Marvell 88E1111手册中外部磁件CT的供电值，通用图保留VCT，电压由所选PHY确定。各CT旁的C5-C8（100nF）是本版工程旁路建议，容量、数量和供电滤波按选定PHY与PCB电源设计核定。
千兆口的 4/5、7/8 能像百兆那样成对短接吗？
不能。1000BASE-T四对都双向传数据，A/B/C/D分别接RJ45触点1/2、3/6、4/5、7/8，4/5和7/8不短接。共模端接改为四路线缆侧CT各串75Ω（RB1-RB4）汇入BS，再经C9（1nF、≥2kV）接SHIELD，依据TI TIDA-00204线缆侧网络。
C9 标 ≥2kV，是不是代表网口能扛 2kV 浪涌？
不是。≥2kV只是参考器件耐压建议，须按具体AC/DC额定值、绝缘与剩余浪涌核定，不代表系统可承受2kV或更高浪涌。GDT与TVS组合尚未经整机测试，不能宣称任何kV等级，需确定ESD/浪涌等级、波形和判据后再验证。
G1-G4 气体放电管接在哪里？会不会伤到网变？
接在每路线缆侧CT、75Ω之前，经GDT到SHIELD/PE，位于T1外。该拓扑借自Littelfuse PoE++示例，移植为非PoE属工程设计。CT浪涌回路经过绕组和CMC，须另校核磁件承受能力，并使GDT火花放电电压、冲击电流和残压与磁件、TVS配合。
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《千兆以太网防雷 & 防静电方案（电流型 PHY）》 · D1.0 · 3 页
