万兆电流型PHY雷击防护要点
结构与适用条件
非 PoE；分立屏蔽 RJ45、四通道外置网变及可靠机壳地/PE。主图限定于片内 MDI 端接、CT 需外部偏置、无需 CMS的 PHY 架构；具体型号与配套参数尚未完成适配，当前为架构整改稿。
数据接口与 CT 偏置
A-D 为四对双向 MDI，依次接 RJ45 的 1/2、3/6、4/5、7/8。VCT_A-D分别表示各 CT 的待核定偏置；C1-C4 各自就近旁路到 GND。电压、容值及 CT 能否共用电源均按所选 PHY 原厂图确定。
隔离与共模端接
M1 为四路 1CT:1CT 隔离网变及线缆侧两线 CMC。四个线缆侧 CT 各经75Ω 汇入 BS，再经 CBS（1nF/HV*）接机壳地；四路对称布置。所有八个触点均用于数据传输。
防护与回流
D1-D4 分别跨接 PHY 侧差分对。G1-G4 从线缆侧 CT 接 PE，须满足高耐压与动态放电配合；不将其默认成低压放电管。金属壳直接接同一 PE，电路 GND 分网。Bob Smith 不替代浪涌保护。
设计目标与实现边界
W1：共模 ±4kV、差模 ±2kV；E4：接触 ±8kV、空气 ±15kV。P1/P2 均为 1500Vrms/60s；浪涌与静电均按 R2 自动恢复。上述为试验目标；PHY适配、保护选型及整机结果仍须验证。
万兆电流型PHY防雷电路图怎么读
- 限定：片内 MDI 端接、CT 外部偏置、无需 CMS 的 PHY。
- VCT_A-D*：按所选 PHY 供电；本图不指定电压或互连。
- C1-C4 的 C_CT*：各 CT 就近旁路；容值按原厂核定。
- 以上 PHY 条件尚未完成型号适配；本图不是投板定稿。
- M1 为四路 1CT:1CT + 两线 CMC；GND 与 PE 分网。
- CM ±4kV / DM ±2kV；ESD 接触 ±8kV / 空气 ±15kV。
- P1 / P2：1500Vrms、60s；浪涌与静电按 R2 自动恢复。
- HV*：GDT、CBS 及网变须共同通过耐压与冲击协调。
- 四颗 75Ω 为共模端接；不能代替浪涌箝位。
- 功能端名不代表焊脚号；虚线框为 M1 内部功能。同名端相连；实心节点连接，跨线弧不连接；CMC 虚线表示磁耦合。
- 注：四通道架构整改稿；PHY偏置/端接适配尚未闭合，保护与10G性能须验证，不能直接投板。
相关沃虎器件（选型参考）
外置 10G 网络变压器（对应 M1 四通道 TD 网变）WHSM24P04PG查看产品 →
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 / VCT_A-D* | 4 对双向 MDI；偏压待核定 | 本图以片内端接、CT外供电、无需CMS为适配前提，尚未找到可闭合全部条件的具体PHY原厂图。VCT电压/互连及外置端接需求不得由类型名称推定；不作为投板图。 | PHY依据待补齐；[7][8]仅对照 |
| M1 / T1-T4；LCM1-LCM4 | 4 × 1CT:1CT；4 × 两线 CMC | 只保留四路数据磁性通道；CMC位于线缆侧，CT直接独立引出。内部功能位号不是八颗外置BOM器件；需与实际PHY及10G链路重新匹配。 | [1]；匹配待验证 |
| C1-C4 / C_CT* | 4 × CT 旁路；容值待核定 | 各接本对VCT与电路GND，就近设置；不默认共接电源，不默认2.5V或4.7µF。选定PHY后核定容值、耐压、有效容量及供电去耦。 | PHY原厂图待定 |
| RBS1-RBS4 | 4 × 75Ω 1% | 四个线缆CT经75Ω汇入BS，CBS隔直回机壳，用于共模端接；1%为工程选配。 | [2] |
| CBS | 1nF / HV* | 脉冲能量、CBS的AC/冲击能力与寄生待验证，1nF不代表防护等级。 | 精度/HV*工程准入 |
| D1-D4 | 4 × 低容双向；PHY侧跨对 | 抑制传至PHY侧的差模应力；工作电压覆盖信号，残压低于PHY瞬态边界，校核寄生/能量。原厂示例500V不能外推为本版2kV差模通过。 | [2]；器件待选型 |
| G1-G4 / HV* | 4 × 高耐压GDT；线缆CT至PE | 须满足装配状态P2且不动作，并核对最大动态放电电压。高耐压GDT未必在4kV内触发；网变、CBS及间距不能依赖其必然导通，须验证5kV工程裕量。 | [3][4]；工程扩展 |
| J1 / GND / PE | 屏蔽无网变RJ45；非 PoE | 1/2、3/6、4/5、7/8保持四个完整差分对；壳直接接可靠机壳PE。电路GND分网；线缆CT回路及保护件不跨接到PHY侧GND。 | [1][2]；整机接地设计 |
| 浪涌 W1 / R2 | 本版测试条件与验收目标 | CM ±4kV：8线共模，40Ω耦合＋2Ω源；DM ±2kV：逐对两线的项目附加42Ω浮置回路。 | |
| 耦合与波形 | 本版测试条件与验收目标 | CM按IEC表10校准，4kV时总Isc标称96A；10G透明性另验。发生器8/20µs不等于CDN输出波形。 | |
| 静电 E4 / R2 | 本版测试条件与验收目标 | 接触±8kV、空气±15kV；包括适用可触及位置及间接放电。测试点与次数见完整规约。 | |
| P1 / P2 / R2 | 本版测试条件与验收目标 | P1、P2均1500Vrms、50/60Hz、60s；保护装齐。工程限60s内自动恢复10G，禁止人工复位。 |
原厂资料与采用范围
- [1] · Bel S558-10GB-05，电气图 Rev.E / 2020-06-29，下载 PDF p1
- [2] · Semtech Ethernet Protection Methodology，2020-02-19，Fig.1 / Fig.4
- [3] · Littelfuse General Port Protection Spotlight，2024，p8 / p10
- [4] · Bourns GDT28H，p1：AC耐压、冲击放电电压及浪涌额定值
- [5] · IEC 61000-4-5:2014+A1:2017；已核对2014正文§6.3.3.3、表9/10
- [6] · IEC 61000-4-2:2025；系统级接触/空气及间接放电方法
- [7] · Intel X540 Datasheet v3.1，§13.2.2-13.2.4、§13.2.8（排除性对照）
- [8] · Intel X550 Datasheet Rev2.7，§13.2.7 / p1148（排除性对照）
使用边界
四通道磁性结构按 Bel 原图核对；共模端接及保护方法采用 Semtech 等原厂资料。具体电流型 PHY、偏置及端接依据尚未闭合，当前为限定适配条件的架构图，不是已验证参考板的复刻。验证范围状态：四通道架构整改稿，PHY依据尚未闭合。已完成图文、连接和素材核查；未执行原生EDA ERC或实物试验。主图的VCT*、C_CT*与端接适配须先取得具体PHY原厂图，再形成可投板版本。已确认的防护目标保持不变；Cat6A U/UTP为测试基线，5kV裕量及60s恢复限为工程约定。产品展示仅保留原图片、型号，不构成匹配结论。
万兆电流型PHY雷击防护常见问题
10G 电流型 PHY 的 CT 偏置电压是多少？四路能共用一个电源吗？
本图不指定。VCT_A-D* 按所选 PHY 供电，电压、互连以及 CT 能否共用电源都按所选 PHY 原厂图确定，不得由“电流型”类型名称推定；C1-C4 各接本对 VCT 与 GND 就近旁路，不默认共接电源，也不默认 2.5V 或 4.7µF。
这份 10G 电流型防护图可以直接拿去投板吗？
不能。它是 D1.2 四通道架构整改稿，限定于片内 MDI 端接、CT 需外部偏置、无需 CMS 的 PHY，但尚未找到能闭合全部条件的具体 PHY 原厂图；目前只完成图文、连接和素材核查，未做原生 EDA ERC 或实物试验，须先取得具体 PHY 原厂图再形成可投板版本。
线缆侧中心抽头到 PE 的 GDT 该怎么选耐压？
须选高耐压 GDT（气体放电管），不能默认成低压放电管。G1-G4 从线缆侧 CT 接 PE，装配状态下须满足 P2（1500Vrms、50/60Hz、60s）且不动作，并核对最大动态放电电压；高耐压 GDT 未必在 4kV 内触发，网变、CBS 及间距不能依赖其必然导通，须验证 5kV 工程裕量。
PHY 侧 TVS、线缆侧 GDT 和 Bob Smith 75Ω 各管什么？
D1-D4 低容双向 TVS（瞬态电压抑制器件）跨接 PHY 侧差分对，抑制传至 PHY 的差模应力，残压须低于 PHY 瞬态边界；G1-G4 高耐压 GDT 位于线缆侧 CT 与 PE 之间；RBS1-RBS4 四颗 75Ω 经 CBS 回机壳，只做共模端接，不能代替浪涌箝位。
本版的浪涌和静电目标是多少，算已经通过了吗？
不算通过，只是试验目标。浪涌 W1：共模 ±4kV、差模 ±2kV；静电 E4：接触 ±8kV、空气 ±15kV；P1/P2 均为 1500Vrms/60s；浪涌与静电按 R2 在 60s 内自动恢复 10G、禁止人工复位。PHY 适配、保护选型及整机结果仍须验证。
Reference design · PDF
下载参考设计 PDF
《10G BASE-T 防雷防静电 & 电流型PHY》 · D1.2 · 3 页
