1、一、 以太网交换设备 ESD 案例某以太网交换设备,为非金属外壳,无接地线,在进行 ESD 接触 6KV 实验时,出现 PHY 芯片复位,引起丢包,不符合认证要求;详细如下:1、 EMC 问题描述LAN 以及 WAN 为非金属外壳连接器,其中 WAN 带 POE 功能,在进行试验时出现如下现象:1、设备使用适配器进行供电时 ESD 测试无异常;2、设备使用远端 POE 交换机供电时,出现 PHY 芯片复位,丢数据包;2、问题分析根据上述实验现象分析,结合硬件分析发现可能是由于静电耦合至差分线,跳过网口变压器干扰 PHY 芯片,造成 PHY 芯片复位,分析 POE 交换机发现,POE 交换机采用
2、的是 1、2 、 3、6 管脚,经变压器中心抽头取电,如下图所示:红色为 4578 供电路径蓝色为 1236 供电路径为了验证耦合路径是 1、2、 3、6 供电导致干扰到差分线,将设备供电改为4、5、7、8 ,通过上述更改后,ESD 6KV 系统正常,不出现丢包现象;详细的耦合路径如下:静电通过耦合变压器时,有部分能量会击穿变压器,干扰到 PHY 芯片,导致 PHY 芯片复位;在使用适配器或 4、5 、7、8 供电时,静电能量不经过网口变压器,所以不会干扰至 PHY 芯片;3、整改措施在 PHY 芯片与变压器之间的差分线上增加对地 TVS 管进行钳位;通过上述整改后,样机顺利通过接触 6KV
3、静电测试;4、总结本案例在实验过程中,首先是出现以太网接口指示灯熄灭,随后又亮起来正常工作,明显是由于 PHY 芯片复位而导致丢包;我们在分析的过程中对 PHY 的复位信号也进行了处理,但是没有明显的改善,最后才怀疑到是由于差分线耦合而引起;在进行 ESD 测试时,我们要结合实验现象冷静的分析出现问题的电路以及静电耦合路径,只有在明确干扰路径的情况下才能快速准确的解决问题。二、 以太网口 ESD 实验丢包对 100M 以太网口静电接触放电 8KV,空气 15KV,均有丢包现象,数量在 100 个以内。如果机壳地与信号不分的情况下,ESD 静电是不丢包的。由此可以分析是:当静电能量过来时,地线不能及时的泄放,大能量继续在机壳地上,使机壳地与信号地形成一个大的电势差。1、辅助测试材料,如网线,最好使用屏蔽双绞线2、本身产品结构设计,尽量使静电泄放路径通畅。我们使用的铝合金外壳,而且网口屏蔽金属也是贴合机壳的问题根源:3、RJ45 管脚与机壳太近