專(zhuān)利名稱(chēng)：實(shí)現(xiàn)冗余供電的以太網(wǎng)交換機(jī)及實(shí)現(xiàn)冗余供電的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)通信及工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)冗余供電的以太網(wǎng)交換機(jī)以及實(shí)現(xiàn)冗余供電的方法。
背景技術(shù)：
以太網(wǎng)的交換機(jī)和集線器在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送中都起著“樞紐”的作用。隨著集線器產(chǎn)品的發(fā)展，由傳統(tǒng)集線器到智能集線器，再發(fā)展到交換式集線器，集線器與交換機(jī)之間的界限已變得模糊。目前公知技術(shù)中的交換機(jī)或集線器通常只能實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)，而不能對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行供電，因而它比較適合自動(dòng)化辦公設(shè)備(如計(jì)算機(jī))的連接；但對(duì)于如IP電話、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、特別是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等設(shè)備來(lái)說(shuō)，就需要另外增加電源，這不僅給線纜鋪設(shè)和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)帶來(lái)不便，而且增加了產(chǎn)品成本和維護(hù)費(fèi)用，并影響了系統(tǒng)的安全性和可靠性，從而使交換機(jī)或集線器的應(yīng)用受到了限制。
申請(qǐng)?zhí)枮?1131996.8中公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)冗余供電的以太網(wǎng)集線器。上述以太網(wǎng)集線器包括以太網(wǎng)信號(hào)收發(fā)控制器、數(shù)據(jù)緩沖器、以太網(wǎng)幀轉(zhuǎn)發(fā)控制器、地址表、集線器接口、過(guò)載保護(hù)電路和冗余管理電路。過(guò)載保護(hù)電路的輸入端分別與外界電源連接，其輸出端接至冗余管理電路的輸入端，冗余管理電路的輸出端連接集線器接口的引腳4/5、7/8。接口的引腳1/2、3/6用來(lái)傳輸通信信號(hào)，另外兩對(duì)引腳4/5、7/8用來(lái)向終端設(shè)備提供工作電源，實(shí)現(xiàn)了在一根網(wǎng)絡(luò)雙絞線上同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)和電力的效果。但在實(shí)際運(yùn)用中，和集線器相連的終端設(shè)備千差萬(wàn)別，會(huì)碰到集線器提供的電源不能適用終端設(shè)備，或者接口的4/5、7/8兩對(duì)引腳已定義成其它用途了，如100M工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)中連接的4/5、7/8組線已做它用了，所以上述發(fā)明至少不能自適應(yīng)100M以太網(wǎng)交換機(jī)，存在著很大的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種應(yīng)用范圍廣的實(shí)現(xiàn)冗余供電的以太網(wǎng)交換機(jī)及實(shí)現(xiàn)冗余供電的方法。采用了該交換機(jī)和方法，能降低網(wǎng)絡(luò)布線的成本和提供工作電源的安全性和可靠性。
本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)冗余供電的以太網(wǎng)交換機(jī)，它包括交換機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò)通訊管理模塊，其中網(wǎng)絡(luò)管理模塊是由網(wǎng)絡(luò)變壓器、信號(hào)收發(fā)控制器、交換引擎和地址表組成，所述網(wǎng)絡(luò)變壓器連接所述交換機(jī)接口的引腳1/2、3/6，所述交換機(jī)還包括總線供電的電壓調(diào)制解調(diào)電路，所述網(wǎng)絡(luò)變壓器連接電壓調(diào)制解調(diào)電路，直流電源的輸出端選擇連接所述總線供電調(diào)制解調(diào)器或選擇連接所述交換機(jī)接口的引腳4/5、7/8。
所述總線供電的電壓調(diào)制解調(diào)電路包括設(shè)置在輸入端口的電壓調(diào)制電路，其用于根據(jù)實(shí)際工作電壓伏值的要求和網(wǎng)絡(luò)變壓器的不同特性從直流電源輸出的恒定電壓轉(zhuǎn)換成所需頻率與幅值的電壓信號(hào)；以及設(shè)置在輸出端口的電壓解調(diào)電路，其用于將網(wǎng)絡(luò)變壓器輸出的直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成終端設(shè)備所需的實(shí)際工作電壓。在輸入端口，網(wǎng)絡(luò)變壓器在其原級(jí)線圈的TX+、TX-的中間抽頭連接電壓調(diào)制電路輸出電壓的正極，RX+、RX-的中間抽頭連接電壓調(diào)制電路輸出電壓的負(fù)極；在輸出端口，所述網(wǎng)絡(luò)變壓器在其原級(jí)線圈的TX+、TX-的中間取出所需電壓的負(fù)極，在RX+、RX-的中間抽頭取出所需電壓的正極。所述交換機(jī)還包括過(guò)載保護(hù)電路和冗余管理電路，所述過(guò)載保護(hù)電路的輸入端和直流電源連接，其輸出端和所述冗余管理電路的輸入端連接，所述冗余管理電路的輸出端可選擇連接所述總線供電的電壓調(diào)制電路或選擇連接所述交換機(jī)接口的引腳4/5、7/8。所述過(guò)載保護(hù)電路至少有兩路并連的過(guò)載保護(hù)支路，所述過(guò)載保護(hù)支路由三極管T1、T2和電阻R1、R2組成，三極管T1的發(fā)射極接直流電源，發(fā)射極和基極之間接有電阻R1，三極管T1的集電極與三極管T2的基極并接后，經(jīng)電阻R2接線，三極管T2的發(fā)射極與三極管T1的基極連接，三極管T2的集電極為輸出端，連接所述冗余管理電路的輸入端。所述冗余管理電路至少有兩個(gè)并列的冗余管理支路構(gòu)成，所述冗余管理支路由或門(mén)和二極管連接而成，或門(mén)的輸入端分別與過(guò)載保護(hù)支路的輸出端連接，或門(mén)的輸出端連接二極管的陽(yáng)極，二極管的陰極為所述冗余管理電路的輸出端。
一種實(shí)現(xiàn)冗余供電的方法，它包括(1)判斷交換機(jī)接口的引腳4/5、7/8是否接收到直流電壓信號(hào)，如果是，則交換機(jī)接口的引腳4/5、7/8傳送冗余工作電源至網(wǎng)絡(luò)終端，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)供電，否則進(jìn)行步驟(2)；(2)判斷網(wǎng)絡(luò)變壓器的線圈上是否接收到直流電壓信號(hào)，如果是，則進(jìn)行步驟(3)，否則結(jié)束；(3)將接收到直流電壓信號(hào)調(diào)制至以太網(wǎng)通訊信號(hào)之上傳遞到網(wǎng)絡(luò)終端；(4)將接收到的通信信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行分離，并將直流電壓轉(zhuǎn)換成終端設(shè)備用的直流工作電源。
該方法進(jìn)一步包括步驟(1)和(2)中所述的直流電壓信號(hào)先從直流電源輸出再經(jīng)過(guò)過(guò)載保護(hù)電路和冗余管理電路后輸出。步驟(3)進(jìn)一步包括網(wǎng)絡(luò)變壓器原級(jí)線圈的TX+、TX-的中間抽頭連接調(diào)制電壓的正極，RX+、RX-的中間抽頭連接調(diào)制電壓的負(fù)極，通過(guò)網(wǎng)線的1/2、3/6引腳同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)終端傳輸通信信號(hào)和冗余直流電源。步驟(4)進(jìn)一步包括和輸出端口連接的網(wǎng)絡(luò)變壓器的RX+、RX-的中間抽頭上提取所需電壓的正極，在TX+、TX-的中間提取所需電壓的負(fù)極。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)網(wǎng)絡(luò)變壓器連接總線供電的電壓調(diào)制解調(diào)電路，冗余管理電路的輸出端選擇連接電壓調(diào)制電路或選擇連接交換機(jī)接口的4/5、7/8引腳。當(dāng)冗余管理電路的輸出端連接在交換機(jī)接口的引腳4/5、7/8時(shí)，該供電方式為網(wǎng)絡(luò)供電方式，利用以太網(wǎng)網(wǎng)線中未使用的4/5、7/8來(lái)承載供電，實(shí)現(xiàn)了一根雙絞線上即能傳輸以太網(wǎng)通信信號(hào)又能傳送工作電流。當(dāng)冗余管理電路的輸出端連接電壓調(diào)制電路，將直流工作電壓信號(hào)和以太網(wǎng)通信信號(hào)調(diào)制在傳輸以太網(wǎng)通信信號(hào)的網(wǎng)線1/2、3/6上，經(jīng)解調(diào)后給終端設(shè)備提供直流電源，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)這兩組線在傳輸以太網(wǎng)通信信號(hào)的同時(shí)，又向終端設(shè)備提供工作電源的效果。終端設(shè)備無(wú)需另外增加電源，也降低了網(wǎng)絡(luò)布線的復(fù)雜性，大大降低了設(shè)備的成本和維護(hù)的成本。更重要的是，本發(fā)明提供了兩種供電方式的可選性，保證了網(wǎng)絡(luò)供電方式到總線供電方式的無(wú)縫過(guò)渡，提供了一種10M/100M自適應(yīng)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)。
(2)兩種供電方式的供電前端都設(shè)有過(guò)載保護(hù)電路和冗余管理電路，當(dāng)工作電流過(guò)大或發(fā)生誤接線時(shí)，啟動(dòng)過(guò)載保護(hù)功能使電源電壓不能到達(dá)輸出端，從而起至過(guò)載保護(hù)的作用。冗余管理電路對(duì)具有相同輸出電壓值的兩路獨(dú)立電源進(jìn)行邏輯或處理后，互為冗余。其中任一路直流電源出現(xiàn)故障，對(duì)外供電均不受影響，起到了冗余供電的作用。其過(guò)載保護(hù)電路和冗余管理電路的設(shè)計(jì)提高了工作電源的安全性和可靠性。


圖1是本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)冗余供電的交換機(jī)結(jié)構(gòu)圖。
圖2為網(wǎng)絡(luò)通訊管理模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3為本發(fā)明的交換機(jī)RJ45接口引腳示意圖。
圖4為本發(fā)明總線供電方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5A為本發(fā)明的總線供電方式的直流調(diào)制電路示意圖。
圖5B為本發(fā)明的總線供電方式的直流解調(diào)電路示意圖。
圖6為本發(fā)明的過(guò)載保護(hù)電路與冗余管理電路框圖。
圖7為本發(fā)明所采用的過(guò)載保護(hù)與冗余管理電路原理圖。
圖8為本發(fā)明的端口供電方式選擇示意圖。
圖9為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)冗余供電的流程圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖1、圖2，該交換機(jī)包括網(wǎng)絡(luò)通訊管理模塊1、交換機(jī)接口2、過(guò)載保護(hù)電路和冗余管理電路3。網(wǎng)絡(luò)通訊管理模塊1包括網(wǎng)絡(luò)變壓器11、信號(hào)收發(fā)控制器12、交換引擎13和地址表14。本發(fā)明的交換機(jī)接口2采用RJ45接口。網(wǎng)絡(luò)變壓器11原邊和RJ45接口2的引腳1/2、3/6連接，用于接收來(lái)自RJ45接口2的曼徹斯特編碼信號(hào)(Manchester Code)，副邊連接信號(hào)收發(fā)控制器12，收發(fā)控制器12和交換引擎13連接，交換引擎13和地址表14連接。交換機(jī)從一個(gè)端口收到以太網(wǎng)幀，先經(jīng)過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)變壓器11送到以太網(wǎng)信號(hào)收發(fā)控制器12(該信號(hào)收發(fā)控制器12可采用BCM5328集成芯片)，由以太網(wǎng)搜索引擎13根據(jù)報(bào)文幀內(nèi)包含的目的地址查詢地址表14，得到目的地址所在端口，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并將該信息幀從目的端口發(fā)送出去。RJ45接口的1/2、3/6作為信號(hào)線接口用，用作通信信號(hào)傳遞。本發(fā)明的交換機(jī)在以上的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，使一根雙絞線上即能傳輸以太網(wǎng)信號(hào)又能傳送工作電流。并且該發(fā)明還提供了兩種供電方式網(wǎng)絡(luò)供電方式和總線供電方式。
請(qǐng)參閱圖3，RJ45接口2的引腳1/2、3/6兩組線用作信號(hào)傳遞，在引腳4/5和引腳7/8可以連接兩組直流電源，這是本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)供電方式。利用了以太網(wǎng)網(wǎng)線中未使用的4/5、7/8線對(duì)來(lái)承載供電，有效地利用了RJ45剩余引腳，實(shí)現(xiàn)了一根雙絞線上即傳輸以太網(wǎng)信號(hào)又能傳輸工作電流。
請(qǐng)參閱圖4、圖5，詳細(xì)介紹本發(fā)明的總線供電方式的結(jié)構(gòu)原理圖。在網(wǎng)絡(luò)變壓器11上連接總線供電的電壓調(diào)制解調(diào)電路。直流電源連接電壓調(diào)制電路。當(dāng)選擇總線供電方式，將直流電源連接到電壓調(diào)制電路上，在輸入端口上將直流電流信號(hào)調(diào)制到通信信號(hào)上，而輸出端口則進(jìn)行一個(gè)解調(diào)步驟，實(shí)現(xiàn)通過(guò)一根雙絞線的1/2、3/6兩組線上既能傳輸通信信號(hào)又能傳送直流電流。
下面就一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。總線供電的電壓調(diào)制解調(diào)器電路由電壓調(diào)制電路15和電壓解調(diào)電路16組成。電壓調(diào)制電路15和輸入端口連接，而電壓解調(diào)電路16和目標(biāo)端口連接。電壓調(diào)制電路根據(jù)實(shí)際工作電壓伏值的要求和網(wǎng)絡(luò)變壓器的不同特性將從直流電源輸出的恒定電壓轉(zhuǎn)換成所需頻率與幅值的電壓信號(hào)，電壓解調(diào)電路將網(wǎng)絡(luò)變壓器輸出的直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成終端設(shè)備所需的實(shí)際工作電壓。在輸入端口，網(wǎng)絡(luò)變壓器11原級(jí)線圈的TX+、TX-的中間抽頭連接調(diào)制電壓的正極(如+24V)，RX+、RX-的中間抽頭連接調(diào)制電壓的負(fù)極(如GND)，將直流電流信號(hào)直接調(diào)制至通信信號(hào)之上。通過(guò)網(wǎng)線的1/2、3/6引腳同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)終端傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)和冗余直流電流，在輸出端口的網(wǎng)絡(luò)變壓器的RX+、RX-的中間抽頭抽取直流電壓的正極(如+24V)，TX+、TX-的中間抽頭抽取直流電壓的負(fù)極(GND)，再經(jīng)電壓解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)并轉(zhuǎn)換成設(shè)備用的直流工作電源。這種總線供電方式利用網(wǎng)絡(luò)變壓器的隔離功能把直流信號(hào)與通訊信號(hào)分開(kāi)，從而不會(huì)影響交換機(jī)的通信功能。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)終端器是通過(guò)兩個(gè)150歐姆的電阻將TX、RX的中間抽頭連接起來(lái)，再通過(guò)電容連接起來(lái)。而本發(fā)明的直流調(diào)制電路15、直流解調(diào)電路16采用了中間抽頭分別通過(guò)電阻、電容后接地，既保留了網(wǎng)絡(luò)終端器的功能，同時(shí)保護(hù)了通訊質(zhì)量也實(shí)現(xiàn)了總線供電的目的。
請(qǐng)參閱圖1，上述的網(wǎng)絡(luò)供電方式和總線供電方式的供電電路的前端都包括設(shè)置在交換機(jī)內(nèi)部的過(guò)載保護(hù)電路和冗余管理電路3，通過(guò)過(guò)載保護(hù)電路使得在工作電流過(guò)大或發(fā)生誤接線的情況下，能自動(dòng)切斷電源，交換機(jī)本身及終端設(shè)備不會(huì)造成損壞，冗余保護(hù)電路由至少兩具并列的冗余管理支路構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了電源調(diào)理和冗余功能，從而提高了電源輸出的可靠性。
請(qǐng)參閱圖6和圖7，該過(guò)載保護(hù)和冗余管理電路3至少包括兩路并連的過(guò)載保護(hù)支路21和22、至少有兩個(gè)并列的冗余管理支路23和24構(gòu)成。其中過(guò)載保護(hù)支路21由三極管T1、T2和電阻R1、R2組成，三極管T1的發(fā)射極接在直流電源上，發(fā)射極和基極之間接有電阻R1、三極管T1的集電極和三極管T2的基極并接后，經(jīng)電阻R2接線，三極管T2的發(fā)射極與三極管T1的基極連接，三極管T2的集電極為輸出端，它與冗余管理2電路的輸入端連接，在工作電流處于正常范圍時(shí)，三極管T1截止，三極管T2導(dǎo)通，輸出正常電壓；當(dāng)工作電流過(guò)大時(shí)，三極管T1導(dǎo)通，三極管T2截止起到過(guò)載保護(hù)作用。過(guò)載保護(hù)支路22的電路結(jié)構(gòu)與工作原理與過(guò)載保護(hù)支路21相同。而冗余管理支路23由或門(mén)Y1和二極管D1連接而成，或門(mén)Y1的輸入端分別與過(guò)載保護(hù)支路21、22的輸出端連接，或門(mén)的輸出端接二極管D1的陰極，二極管D1的陰極接輸出接口，二極管D1起到防止錯(cuò)誤接線的作用。冗余管理支路24和冗余管理支路23的電路組成部件和原理相同，不再贅述。由于過(guò)載保護(hù)電路的兩路輸出分別接于兩個(gè)冗佘管理支路23和24的或門(mén)的輸入端，輸出兩路電源電壓，其中任一路輸入電源出現(xiàn)故障，輸出仍為兩路電源，從而起到冗余供電的作用。
圖8為本發(fā)明的端口供電方式的選擇示意圖。本發(fā)明提供了三種供電方式的選擇，一種是網(wǎng)絡(luò)供電方式，一種是總線供電方式，還有一種為總線不供電的方式。當(dāng)開(kāi)關(guān)撥至1不對(duì)外供電時(shí)，冗余管理電路的輸出端連接在一個(gè)端子上，則電源難以通過(guò)交換機(jī)接口2輸送至終端設(shè)備上，所以該方式不供電。當(dāng)開(kāi)關(guān)撥至2時(shí)采用總線供電方式，冗余管理電路的輸出端和總線供電調(diào)制解調(diào)器連接，直流工作電壓信號(hào)和以太網(wǎng)通信信號(hào)調(diào)制在傳輸以太網(wǎng)通信信號(hào)的網(wǎng)線1/2、3/6上，經(jīng)解調(diào)后給終端設(shè)備提供直流電源，當(dāng)開(kāi)關(guān)撥至3采用網(wǎng)絡(luò)供電方式時(shí)，冗余管理電路的輸出端連接在交換機(jī)接口的引腳4/5、7/8上，使得一根雙絞線上既傳送通信信號(hào)又傳送電源至網(wǎng)絡(luò)終端。
根據(jù)以上的交換機(jī)的結(jié)構(gòu)，現(xiàn)說(shuō)明本發(fā)明完成冗余供電的方法。
S110判斷供電的方式是否是網(wǎng)絡(luò)供電方式，即交換機(jī)接口的引腳4/5、7/8是否接收到直流電壓信號(hào)，如果是則通過(guò)接口的4/5、7/8傳送電源至終端設(shè)備，完成網(wǎng)絡(luò)供電，否則進(jìn)行步驟S120；S120判斷網(wǎng)絡(luò)變壓器的線圈上是否接收到直流電壓信號(hào)，如果是，則進(jìn)行步驟S130，否則結(jié)束；S130將接收到直流電壓信號(hào)調(diào)制至以太網(wǎng)通訊信號(hào)之上傳遞到網(wǎng)絡(luò)終端。如采用在網(wǎng)絡(luò)變壓器原線圈的TX+、TX-的中間抽頭連接調(diào)制電壓的正極，RX+、RX-的中間抽頭上連接調(diào)制電壓的負(fù)極，通過(guò)網(wǎng)線的1/2、3/6引腳同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)終端傳輸冗余直流電源。
S140將接收到的通信信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行分離，將電壓轉(zhuǎn)換成終端設(shè)備用的直流工作電源。和輸出端口連接的網(wǎng)絡(luò)變壓器的RX+、RX-的中間抽頭上提取所需工作電壓的正極，在TX+、TX-的中間提取所需工作電壓的負(fù)極。
為了提高電源輸出的可靠性，步驟要S110和S120中的直流電壓信號(hào)可以先從直流電源輸出再經(jīng)過(guò)過(guò)載保護(hù)電路和冗余管理電路后輸出。并且為了提高電源輸入的可靠性，可將直流電源先通過(guò)外部的過(guò)載保護(hù)電路和冗余管理電路4后再輸入到交換機(jī)。
以上公開(kāi)的僅為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，但并非局限于此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化如將其應(yīng)用在集線器上等都應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求為主。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)冗余供電的以太網(wǎng)交換機(jī)，它包括交換機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò)通訊管理模塊，其中網(wǎng)絡(luò)管理模塊是由網(wǎng)絡(luò)變壓器、信號(hào)收發(fā)控制器、交換引擎和地址表組成，所述網(wǎng)絡(luò)變壓器連接所述交換機(jī)接口的引腳1/2、3/6，其特征在于，所述交換機(jī)還包括總線供電的電壓調(diào)制解調(diào)電路，所述網(wǎng)絡(luò)變壓器連接電壓調(diào)制解調(diào)電路，直流電源的輸出端選擇連接所述總線供電調(diào)制解調(diào)器或選擇連接所述交換機(jī)接口的引腳4/5、7/8。
2.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)冗余供電的以太網(wǎng)交換機(jī)，其特征在于，所述總線供電的電壓調(diào)制解調(diào)電路包括設(shè)置在輸入端口的電壓調(diào)制電路，其用于根據(jù)實(shí)際工作電壓伏值的要求和網(wǎng)絡(luò)變壓器的不同特性從直流電源輸出的恒定電壓轉(zhuǎn)換成所需頻率與幅值的電壓信號(hào)；以及設(shè)置在輸出端口的電壓解調(diào)電路，其用于將網(wǎng)絡(luò)變壓器輸出的直流電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成終端設(shè)備所需的實(shí)際工作電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)冗余供電的以太網(wǎng)交換機(jī)，其特征在于，在輸入端口，網(wǎng)絡(luò)變壓器在其原級(jí)線圈的TX+、TX-的中間抽頭連接電壓調(diào)制電路輸出電壓的正極，RX+、RX-的中間抽頭連接電壓調(diào)制電路輸出電壓的負(fù)極；在輸出端口，所述網(wǎng)絡(luò)變壓器在其原級(jí)線圈的TX+、TX-的中間取出所需電壓的負(fù)極，在RX+、RX-的中間抽頭取出所需電壓的正極。
4.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)冗余供電的以太網(wǎng)交換機(jī)，其特征在于，所述交換機(jī)還包括過(guò)載保護(hù)電路和冗余管理電路，所述過(guò)載保護(hù)電路的輸入端和直流電源連接，其輸出端和所述冗余管理電路的輸入端連接，所述冗余管理電路的輸出端可選擇連接所述總線供電的電壓調(diào)制電路或選擇連接所述交換機(jī)接口的引腳4/5、7/8。
5.如權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)冗余供電的以太網(wǎng)交換機(jī)，其特征在于，所述過(guò)載保護(hù)電路至少有兩路并連的過(guò)載保護(hù)支路，所述過(guò)載保護(hù)支路由三極管T1、T2和電阻R1、R2組成，三極管T1的發(fā)射極接直流電源，發(fā)射極和基極之間接有電阻R1，三極管T1的集電極與三極管T2的基極并接后，經(jīng)電阻R2接線，三極管T2的發(fā)射極與三極管T1的基極連接，三極管T2的集電極為輸出端，連接所述冗余管理電路的輸入端。
6.如權(quán)利要求4所述的實(shí)現(xiàn)冗余供電的以太網(wǎng)交換機(jī)，其特征在于，所述冗余管理電路至少有兩個(gè)并列的冗余管理支路構(gòu)成，所述冗余管理支路由或門(mén)和二極管連接而成，或門(mén)的輸入端分別與過(guò)載保護(hù)支路的輸出端連接，或門(mén)的輸出端連接二極管的陽(yáng)極，二極管的陰極為所述冗余管理電路的輸出端。
7.一種實(shí)現(xiàn)冗余供電的方法，其特征在于，它包括(1)判斷交換機(jī)接口的引腳4/5、7/8是否接收到直流電壓信號(hào)，如果是，則交換機(jī)接口的引腳4/5、7/8傳送冗余工作電源至網(wǎng)絡(luò)終端，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)供電，否則進(jìn)行步驟(2)；(2)判斷網(wǎng)絡(luò)變壓器的線圈上是否接收到直流電壓信號(hào)，如果是，則進(jìn)行步驟(3)，否則結(jié)束；(3)將接收到直流電壓信號(hào)調(diào)制至以太網(wǎng)通訊信號(hào)之上傳遞到網(wǎng)絡(luò)終端；(4)將接收到的通信信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行分離，并將直流電壓轉(zhuǎn)換成終端設(shè)備用的直流工作電源。
8.如權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)冗余供電方法，其特征在于，步驟(1)和(2)中所述的直流電壓信號(hào)先從直流電源輸出再經(jīng)過(guò)過(guò)載保護(hù)電路和冗余管理電路后輸出。
9.如權(quán)利要求8所述的實(shí)現(xiàn)冗余供電的方法，其特征在于，步驟(3)進(jìn)一步包括網(wǎng)絡(luò)變壓器原級(jí)線圈的TX+、TX-的中間抽頭連接調(diào)制電壓的正極，RX+、RX-的中間抽頭連接調(diào)制電壓的負(fù)極，通過(guò)網(wǎng)線的1/2、3/6引腳同時(shí)向網(wǎng)絡(luò)終端傳輸通信信號(hào)和冗余直流電源。
10.如權(quán)利要求9所述的實(shí)現(xiàn)冗余供電的方法，其特征在于，步驟(4)進(jìn)一步包括和輸出端口連接的網(wǎng)絡(luò)變壓器的RX+、RX-的中間抽頭上提取所需電壓的正極，在TX+、TX-的中間提取所需電壓的負(fù)極。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)冗余供電的以太網(wǎng)交換機(jī)及實(shí)現(xiàn)冗余供電的方法。特別提供了一種10M/ 100M自適應(yīng)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，它包括交換機(jī)接口和網(wǎng)絡(luò)通訊管理模塊，其中網(wǎng)絡(luò)管理模塊是由網(wǎng)絡(luò)變壓器、信號(hào)收發(fā)控制器、交換引擎和地址表組成，網(wǎng)絡(luò)變壓器連接交換機(jī)接口的引腳1/2、3/6，交換機(jī)還包括總線供電的電壓調(diào)制解調(diào)電路，網(wǎng)絡(luò)變壓器連接電壓調(diào)制解調(diào)電路，直流電源的輸出端選擇連接電壓調(diào)制解調(diào)電路或選擇連接交換機(jī)接口的引腳4/5、7/8。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一根雙絞線上既能傳輸以太網(wǎng)通信信號(hào)又能傳送工作電流。本發(fā)明還增加了過(guò)載保護(hù)電路和冗余管理電路，提高了交換機(jī)的安全性。更重要的是，本發(fā)明提供了兩種供電方式的可選性，保證了網(wǎng)絡(luò)供電方式到總線供電方式的無(wú)縫過(guò)渡。
文檔編號(hào)H04B1/22GK1604546SQ0313475
公開(kāi)日2005年4月6日 申請(qǐng)日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月29日
發(fā)明者譚平, 馮冬芹, 章曉龍, 柏立悅, 汪昆, 趙聯(lián)祥 申請(qǐng)人:浙江中控技術(shù)股份有限公司