專利名稱：以太網(wǎng)供電電路和端口電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
以太網(wǎng)供電電路和端口電路本實(shí)用新型涉及以太網(wǎng)供電技術(shù)，尤其涉及一種以太網(wǎng)供電電路和端口電路。以太網(wǎng)供電技術(shù)(POE)在無線覆蓋，安防，等場(chǎng)合的應(yīng)用越來越廣泛，為規(guī)范各種應(yīng)用，IEEE802. 3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用，其中af標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長(zhǎng)期功率為13w，at標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長(zhǎng)期功率為25w，在滿足這種標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用中，在供電端需采用PSE (power sourceequipment)設(shè)備進(jìn)行供電,在受電端需采用F1D (power device)進(jìn)行受電控制,通過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一系列的功率檢測(cè)及功率限制相關(guān)協(xié)議及應(yīng)用。滿足該標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)安全的應(yīng)用。在實(shí)際使用中，由于標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的POE成本很高，另一方面在一些實(shí)際應(yīng)用中希望使用功率超過標(biāo)準(zhǔn)要求，這些場(chǎng)合大量使用不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的POE產(chǎn)品。在這些非標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用中，目前市場(chǎng)的產(chǎn)品只將電源供給網(wǎng)口輸出(大部分采用4，5正，7，8負(fù)的供電模式)，或者只在回路中串聯(lián)一個(gè)可恢復(fù)的保險(xiǎn)絲，每端口都是沒有限流的，因此存在很大的安全隱患。本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種適于非標(biāo)應(yīng)用，可以防止安全隱患的以太網(wǎng)供電的端口電路。本實(shí)用新型另一個(gè)要解決的技術(shù)問題是提供一種適于非標(biāo)應(yīng)用，可以防止安全隱患的以太網(wǎng)供電電路。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是，一種以太網(wǎng)供電的端口電路，包括正負(fù)輸入端、正負(fù)輸出端、第一運(yùn)算放大器、第一比較器、電流米樣電阻和開關(guān)管，電流采樣電阻和開關(guān)管串接在端口電路的輸入端和輸出端之間；第一運(yùn)算放大器的第一輸入端接電流采樣電阻的第一端，第一運(yùn)算放大器的第二輸入端接電流采樣電阻的第二端；第一比較器的第一輸入端接第一運(yùn)算放大器的輸出端，第一比較器的第二輸入端接基準(zhǔn)電壓，第一比較器的輸出端接開關(guān)管的控制端。以上所述的以太網(wǎng)供電的端口電路，所述的開關(guān)管是三極管或MOS管。以上所述的以太網(wǎng)供電的端口電路，所述的開關(guān)管是MOS管，電流采樣電阻和MOS管串接在正極輸入端和正極輸出端之間時(shí)，所述的MOS管為P溝道MOS管；電流采樣電阻和MOS管串接在負(fù)極輸入端和負(fù)極輸出端之間時(shí)，所述的MOS管為N溝道MOS管。以上所述的以太網(wǎng)供電的端口電路，包括第一電阻和第二電阻，所述的MOS管為N溝道MOS管；電流采樣電阻的第一端接端口電路的負(fù)極輸入端，電流采樣電阻的第二端接MOS管的源極，MOS管的漏極為端口電路的負(fù)極輸出端；第一運(yùn)算放大器的反相輸入端接電流采樣電阻的第一端，第一運(yùn)算放大器的同相輸入端接電流采樣電阻的第二端；第一比較器的反相輸入端接第一運(yùn)算放大器的輸出端，第一比較器的同相輸入端接基準(zhǔn)電壓；第一電阻和第二電阻串聯(lián)后，一端接第一比較器的輸出端，另一端接MOS管的源極；第一電阻和第二電阻之間的連接點(diǎn)接MOS管的柵極。以上所述的以太網(wǎng)供電的端口電路，包括濾波電容，所述的濾波電容接在端口電路正負(fù)輸出端之間。一種以太網(wǎng)供電電路的技術(shù)方案，包括總功率限制電路和復(fù)數(shù)個(gè)端口電路，所述的端口電路為上述的端口電路，所有的端口電路并接，端口電路的輸入端接總功率限制電路的輸出端。以上所述的以太網(wǎng)供電電路 ，所述的總功率限制電路包括第二運(yùn)算放大器、第二比較器、第二電流采樣電阻和第二開關(guān)管，第二電流采樣電阻和第二開關(guān)管串接在總功率限制電路的輸入端和輸出端之間；第二運(yùn)算放大器的第一輸入端接第二電流采樣電阻的第一端，第二運(yùn)算放大器的第二輸入端接第二電流采樣電阻的第二端；第二比較器的第一輸入端接第一運(yùn)算放大器的輸出端，第二比較器的第二輸入端接第二基準(zhǔn)電壓，第二比較器的輸出端接第二開關(guān)管的控制端。以上所述的以太網(wǎng)供電電路，所述的第二開關(guān)管是三極管或MOS管。以上所述的以太網(wǎng)供電電路，所述的第二開關(guān)管是MOS管，第二電流采樣電阻和第二開關(guān)管串接在總功率限制電路的正極輸入端和正極輸出端之間時(shí)，第二開關(guān)管為P溝道MOS管；電流采樣電阻和第二開關(guān)管串接在總功率限制電路的負(fù)極輸入端和負(fù)極輸出端之間時(shí)，第二開關(guān)管管為N溝道MOS管。以上所述的以太網(wǎng)供電電路，包括第三電阻和第四電阻，第二開關(guān)管為N溝道MOS管；第二電流采樣電阻的第一端接總功率限制電路的負(fù)極輸出端，電流采樣電阻的第二端接第二開關(guān)管的漏極，第二開關(guān)管的源極為總功率限制電路的負(fù)極輸入端；第二運(yùn)算放大器的同相輸入端接第二電流采樣電阻的第一端，第二運(yùn)算放大器的反相輸入端接第二電流采樣電阻的第二端；第二比較器的反相輸入端接第二運(yùn)算放大器的輸出端，第二比較器的同相輸入端接第二基準(zhǔn)電壓；第三電阻和第四電阻串聯(lián)后，一端接第二比較器的輸出端，另一端接第二開關(guān)管的源極；第三電阻和第四電阻之間的連接點(diǎn)接第二開關(guān)管的柵極。本實(shí)用新型采用電子開關(guān)對(duì)輸出進(jìn)行控制，當(dāng)輸出功率超過設(shè)定的限值時(shí)，切斷輸出，并能夠嘗試重啟，實(shí)現(xiàn)對(duì)每端口的功率限制；為防止應(yīng)用中啟動(dòng)沖擊電流大，但工作電流小的狀況；設(shè)置了兩級(jí)的限功率控制，第一級(jí)是每端口的限流控制，第二級(jí)是對(duì)一定端口的總功率進(jìn)行限制，這樣能夠保證每端口啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流防護(hù)，。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1端口電路的原理圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2以太網(wǎng)供電電路的原理框圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例2以太網(wǎng)供電電路的原理圖。如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例1以太網(wǎng)供電的端口電路包括第一運(yùn)算放大器U1、第一比較器U2、電流采樣電阻R和開關(guān)管Q，電流采樣電阻R和開關(guān)管Q串接在端口電路的輸入端和輸出端之間。第一運(yùn)算放大器Ul的第一輸入端2接電流米樣電阻R的第一端,第一運(yùn)算放大器Ul的第二輸入端3接電流米樣電阻R的第二端。第一比較器U2的第一輸入端6接第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端I，第一比較器U2的第二輸入端5接基準(zhǔn)電壓Vref，第一比較器U2的輸出端7接開關(guān)管Q的控制端。開關(guān)管Q可以是三極管或MOS管。MOS管可以是P溝道MOS管或N溝道MOS管。當(dāng)電流采樣電阻R和MOS管串接在正極輸入端和正極輸出端之間時(shí)，MOS管采用P溝道MOS管。電流采樣電阻R和MOS管串接在負(fù)極輸入端和負(fù)極輸出端之間時(shí)，MOS管采用N溝道MOS 管。當(dāng)流過電流采樣電阻R的電流值超出預(yù)設(shè)值時(shí)，第一運(yùn)算放大器Ul的輸出電壓大于基準(zhǔn)電壓Vref，第一運(yùn)算放大器Ul輸出電平翻轉(zhuǎn)，開關(guān)管Q的主電路關(guān)閉，切斷端口電路的輸出電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)太網(wǎng)供電的電流限止。本實(shí)用新型實(shí)施例2以太網(wǎng)供電電路的原理如圖2所示，以太網(wǎng)供電電路包括總·功率限制電路和4個(gè)端口電路，端口電路為實(shí)施例1的述的端口電路，所有的端口電路并接,端口電路的輸入端接總功率限制電路的輸出端。本實(shí)施例每端口電路的工作的功率40w，輸出電壓為53. 5V ;因此，每端口電路的限制功率設(shè)計(jì)為60w，限流為1. 2A ;總共4個(gè)端口電路限制功率為低于200w，限流為3. 5A ；采用以上電路，首先能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)每通道的功率進(jìn)行限制，這種第一級(jí)的功率限制范圍較寬，目的是當(dāng)啟動(dòng)時(shí)有較大的沖擊電流情況下能夠正常開機(jī)工作；而第二級(jí)功率限制較小，這樣能夠保證總端口功率受限制，防止電纜過熱，特別的是如果用電設(shè)備出現(xiàn)故障情況下，輸出電流較大時(shí)可以進(jìn)行限制，防止出現(xiàn)安全事故。以上實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)多重保障，當(dāng)?shù)谝患?jí)每端口的限流控制由于某些不可預(yù)知的原因?qū)е聯(lián)p壞的情況下，第二級(jí)的限流控制還能夠?qū)崿F(xiàn)總功率控制，防止出現(xiàn)不可預(yù)知的安全隱患。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的不同，可以對(duì)電子開關(guān)的控制進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，如關(guān)斷電子開關(guān)后重新啟動(dòng)，過流后又關(guān)斷的重啟模式；進(jìn)一步還可以在進(jìn)行一定次數(shù)的重啟后，完全關(guān)斷輸出。如圖3所示，在實(shí)施例2的端口電路中，MOS管Ql為N溝道MOS管Ql。電流采樣電阻R5的第一端接端口電路的負(fù)極輸入端，電流采樣電阻R5的第二端接MOS管Ql的源極，MOS管Ql的漏極為端口電路的負(fù)極輸出端Ρ0ΕΝ。第一運(yùn)算放大器Ul的反相輸入端2接電流采樣電阻R5的第一端，第一運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端3接電流采樣電阻R5的第二端。第一比較器U2的反相輸入端6接第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端1，第一比較器U2的同相輸入端5接基準(zhǔn)電壓Vref。第一電阻Rl和第二電阻R2串聯(lián)后，一端接第一比較器U2的輸出端，另一端接MOS管Ql的源極。第一電阻Rl和第二電阻R2之間的連接點(diǎn)接MOS管Ql的柵極。濾波電容Cl接在端口電路正負(fù)輸出端POEP和POEN之間?？偣β氏拗齐娐钒ǖ诙\(yùn)算放大器U3、第二比較器U4、第二電流采樣電阻R6和第二開關(guān)管Q2，第二電流采樣電阻R5和第二開關(guān)管Q串接在總功率限制電路的輸入端和輸出端之間。第二運(yùn)算放大器U3的第一輸入端接第二電流采樣電阻R5的第一端，第二運(yùn)算放大器U3的第二輸入端接第二電流采樣電阻R5的第二端。第二比較器U4的第一輸入端接第一運(yùn)算放大器Ul的輸出端，第二比較器U4的第二輸入端接第二基準(zhǔn)電壓Vref2，第二比較器U4的輸出端接第二開關(guān)管Q2的控制端。第二開關(guān)管Q2可以是三極管或MOS管。第二開關(guān)管Q2可以是P溝道MOS管或N溝道MOS管。第二電流采樣電阻R6和第二開關(guān)管Q2串接在總功率限制電路的正極輸入端和正極輸出端之間時(shí)，第二開關(guān)管Q2采用P溝道MOS管。電流采樣電阻R6和第二開關(guān)管Q2串接在總 功率限制電路的負(fù)極輸入端和負(fù)極輸出端之間時(shí)，第二開關(guān)管Q2管采用N溝道MOS管。如圖3所示，本實(shí)施例總功率限制電路的第二開關(guān)管Q2為N溝道MOS管。第二電流采樣電阻R6的第一端接總功率限制電路的負(fù)極輸出端，電流采樣電阻R6的第二端接第二開關(guān)管Q2的漏極，第二開關(guān)管Q2的源極接總功率限制電路的負(fù)極輸入端AGND。第二運(yùn)算放大器U3的同相輸入端8接第二電流采樣電阻R5的第一端，第二運(yùn)算放大器U3的反相輸入端9接第二電流采樣電阻R6的第二端。第二比較器U4的反相輸入端11接第二運(yùn)算放大器U3的輸出端10，第二比較器U4的同相輸入端12接第二基準(zhǔn)電壓Vref2。第三電阻R3和第四電阻R4串聯(lián)后，一端接第二比較器U4的輸出端13，另一端接第二開關(guān)管Q的源極。第三電阻R3和第四電阻R4之間的連接點(diǎn)接第二開關(guān)管Q2的柵極。本實(shí)用新型以上實(shí)施例采用電子開關(guān)對(duì)輸出進(jìn)行控制，當(dāng)輸出功率超過設(shè)定的限值時(shí)，切斷輸出，并能夠嘗試重啟，實(shí)現(xiàn)對(duì)每端口的功率限制。為防止應(yīng)用中啟動(dòng)沖擊電流大，但工作電流小的狀況。設(shè)置了兩級(jí)的限功率控制，第一級(jí)是每端口的限流控制，第二級(jí)是對(duì)全部端口的總功率進(jìn)行限制，這樣能夠保證每端口啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流防護(hù)。當(dāng)?shù)谝患?jí)每端口的限流控制由于某些不可預(yù)知的原因?qū)е聯(lián)p壞的情況下，第二級(jí)的限流控制還能夠?qū)崿F(xiàn)總功率控制，防止出現(xiàn)不可預(yù)知的安全隱患。
權(quán)利要求1.一種以太網(wǎng)供電的端口電路，包括正負(fù)輸入端和正負(fù)輸出端，其特征在于，包括第一運(yùn)算放大器、第一比較器、電流采樣電阻和開關(guān)管，電流采樣電阻和開關(guān)管串接在端口電路的輸入端和輸出端之間；第一運(yùn)算放大器的第一輸入端接電流采樣電阻的第一端，第一運(yùn)算放大器的第二輸入端接電流采樣電阻的第二端；第一比較器的第一輸入端接第一運(yùn)算放大器的輸出端，第一比較器的第二輸入端接基準(zhǔn)電壓，第一比較器的輸出端接開關(guān)管的控制端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)供電的端口電路，其特征在于，所述的開關(guān)管是三極管或MOS管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的以太網(wǎng)供電的端口電路，其特征在于，所述的開關(guān)管是MOS 管，電流采樣電阻和MOS管串接在正極輸入端和正極輸出端之間時(shí)，所述的MOS管為P溝道 MOS管；電流采樣電阻和MOS管串接在負(fù)極輸入端和負(fù)極輸出端之間時(shí)，所述的MOS管為N 溝道MOS管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的以太網(wǎng)供電的端口電路，其特征在于，包括第一電阻和第二電阻，所述的MOS管為N溝道MOS管；電流采樣電阻的第一端接端口電路的負(fù)極輸入端，電流采樣電阻的第二端接MOS管的源極，MOS管的漏極為端口電路的負(fù)極輸出端；第一運(yùn)算放大器的反相輸入端接電流采樣電阻的第一端，第一運(yùn)算放大器的同相輸入端接電流采樣電阻的第二端；第一比較器的反相輸入端接第一運(yùn)算放大器的輸出端，第一比較器的同相輸入端接基準(zhǔn)電壓；第一電阻和第二電阻串聯(lián)后，一端接第一比較器的輸出端，另一端接MOS 管的源極；第一電阻和第二電阻之間的連接點(diǎn)接MOS管的柵極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)供電的端口電路，其特征在于，包括濾波電容，所述的濾波電容接在端口電路正負(fù)輸出端之間。
6.一種以太網(wǎng)供電電路，其特征在于，包括總功率限制電路和復(fù)數(shù)個(gè)端口電路，所述的端口電路為權(quán)利要求1所述的端口電路，所有的端口電路并接，端口電路的輸入端接總功率限制電路的輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的以太網(wǎng)供電電路，其特征在于，所述的總功率限制電路包括第二運(yùn)算放大器、第二比較器、第二電流采樣電阻和第二開關(guān)管，第二電流采樣電阻和第二開關(guān)管串接在總功率限制電路的輸入端和輸出端之間；第二運(yùn)算放大器的第一輸入端接第二電流采樣電阻的第一端，第二運(yùn)算放大器的第二輸入端接第二電流采樣電阻的第二端； 第二比較器的第一輸入端接第一運(yùn)算放大器的輸出端，第二比較器的第二輸入端接第二基準(zhǔn)電壓，第二比較器的輸出端接第二開關(guān)管的控制端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的以太網(wǎng)供電電路，其特征在于，所述的第二開關(guān)管是三極管或MOS管。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的以太網(wǎng)供電電路，其特征在于，所述的第二開關(guān)管是MOS管， 第二電流采樣電阻和第二開關(guān)管串接在總功率限制電路的正極輸入端和正極輸出端之間時(shí)，第二開關(guān)管為P溝道MOS管；電流采樣電阻和第二開關(guān)管串接在總功率限制電路的負(fù)極輸入端和負(fù)極輸出端之間時(shí)，第二開關(guān)管管為N溝道MOS管。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的以太網(wǎng)供電電路，其特征在于，包括第三電阻和第四電阻， 第二開關(guān)管為N溝道MOS管；第二電流采樣電阻的第一端接總功率限制電路的負(fù)極輸出端， 電流采樣電阻的第二端接第二開關(guān)管的漏極，第二開關(guān)管的源極為總功率限制電路的負(fù)極輸入端；第二運(yùn)算放大器的同相輸入端接第二電流采樣電阻的第一端，第二運(yùn)算放大器的反相輸入端接第二電流采樣電阻的第二端；第二比較器的反相輸入端接第二運(yùn) 算放大器的輸出端，第二比較器的同相輸入端接第二基準(zhǔn)電壓；第三電阻和第四電阻串聯(lián)后，一端接第二比較器的輸出端，另一端接第二開關(guān)管的源極；第三電阻和第四電阻之間的連接點(diǎn)接第二開關(guān)管的柵極。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種以太網(wǎng)供電電路和端口電路。端口電路包括第一運(yùn)算放大器、第一比較器、電流采樣電阻和開關(guān)管，電流采樣電阻和開關(guān)管串接在端口電路的輸入端和輸出端之間；第一運(yùn)算放大器的第一輸入端接電流采樣電阻的第一端，第一運(yùn)算放大器的第二輸入端接電流采樣電阻的第二端；第一比較器的第一輸入端接第一運(yùn)算放大器的輸出端，第一比較器的第二輸入端接基準(zhǔn)電壓，第一比較器的輸出端接開關(guān)管的控制端。以太網(wǎng)供電電路包括總功率限制電路和復(fù)數(shù)個(gè)端口電路，所述的端口電路為上述的端口電路，所有的端口電路并接，端口電路的輸入端接總功率限制電路的輸出端。本實(shí)用新型適于非標(biāo)應(yīng)用，可以防止以太網(wǎng)供電安全隱患。
文檔編號(hào)H04L12/10GK202841160SQ201220543760
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者阮世良, 易斌斌, 程捷 申請(qǐng)人:深圳市高斯寶電氣技術(shù)有限公司