專利名稱：一種擴流方法、受電模塊及以太網供電系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及以太網供電(Power Over Ethernet, POE)技術領域,尤其涉及一種擴流方法、受電模塊及POE系統(tǒng)。
背景技術：
POE技術是指在現(xiàn)有的以太網Cat.5布線基礎架構不做任何改動的情況下，在為一些基于IP的終端(如IP電話機、無線局域網接入點AP、網絡攝像機、家庭基站等)傳輸數(shù)據(jù)信號的同時，還能為此類設備提供直流供電的技術。目前，POE遵循的標準為IEEE802.3at,由供電模塊(Power Sourcing Equipment, PSE)和受電模塊(Power Device,PD)組成。上述POE技術通過網線供電的供電形式適合小功率、具有網絡接口的設備，而目前具有網絡接口的Femto作為小區(qū)覆蓋的微型基站系統(tǒng)，在優(yōu)化網絡信號覆蓋方面起著很大的作用，若將POE技術應用于家庭基站Femto，可節(jié)省Femto供電所需的電源適配器，解決電源適配器電源線不夠長，以及在使用Femto時需要安裝電源插座的問題，圖1所示的結構示意圖即為POE應用于Femto時的系統(tǒng)結構示意圖。在圖1中，H)作為Femto的一部分，與PSE連接，為Femto提供電源。H)接收PSE發(fā)送的檢測信號，并向PSE上報檢測結果，由PSE根據(jù)檢測結果判斷是否為ro供電。具體的，圖1中所示的Femto的結構示意圖如圖2所示。在圖2中,Femto包括射頻接收模塊、射頻發(fā)送模塊、基帶處理系統(tǒng)單芯片(SystemOn Chip，S0C)、監(jiān)控模塊、網絡物理層(Physical Layer，PHY)芯片、第一變壓器、PD (虛線框中所示)、RJ45接口和電源模塊，PD包括:第一整流橋電路、第二整流橋電路、PD芯片、反饋單元和直流-直流DC-DC單元 。對圖2所示的結構，從數(shù)據(jù)的傳輸過程來分析，如下:Cat.5網線上傳輸?shù)膸е绷麟姷臄?shù)據(jù)信號經過RJ45接口傳到第一變壓器的原邊，第一變壓器通過抽頭將直流信號輸出給到第一整流橋電路或第二整流橋電路，將數(shù)據(jù)信號通過其副邊傳輸?shù)絇HY芯片，PHY芯片對數(shù)據(jù)信號進行網絡物理層的解析后，將其傳輸?shù)奖O(jiān)控模塊。該數(shù)據(jù)信號為從交換機或者網關傳輸過來的數(shù)據(jù)信號，當然數(shù)據(jù)信號是雙向，也可反向傳輸?shù)浇粨Q機或者網關。監(jiān)控模塊將PHY芯片傳過來的數(shù)據(jù)轉換成并行的16bit數(shù)據(jù)格式傳輸給基帶處理S0C，監(jiān)控模塊通過16bit的數(shù)據(jù)接口與基帶處理SOC進行上行和下行的信息交互；對圖2所示的結構，從信號的接收過程來分析，如下:射頻接收模塊將接收到的射頻信號轉換為模擬信號，以及將所述模擬信號轉換為數(shù)字信號后傳輸至基帶處理S0C，基帶處理SOC將該數(shù)字信號進行抽取、濾波、交織等操作后輸出監(jiān)控模塊；對圖2所示的結構，從信號的發(fā)送過程來分析，如下:基帶處理SOC將從監(jiān)控模塊輸出的下行數(shù)字信號進行解交織、濾波、內插等操作后輸出給射頻發(fā)射模塊，射頻發(fā)射模塊將接收到的數(shù)字信號轉換為模擬信號，以及將所述模擬信號調制為射頻信號輸出至天線，進行下行的信號覆蓋。對圖2所示的結構，從PSE對ro的供電過程分析，如下:第一整流橋電路或第二整流橋電路對來自第一變壓器的抽頭的直流電的極性進行變換，得到正負恒定的直流電輸出給ro芯片，PD芯片與PSE進行POE協(xié)議握手，在握手成功時，向與之相連接的第二變壓器輸出開關信號，第二變壓器在開關信號的作用下實現(xiàn)開關動作，對與之相連的直流-直流DC-DC單元實現(xiàn)充放電，DC/DC單元的輸出電平通過反饋單元，反饋到ro芯片形成負反饋來控制開關信號的占空比，系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)后輸出為一個恒定的直流電平，此時供電正常。電源模塊對DC-DC單元輸出的直流電的電壓進行變換，輸出給系統(tǒng)各個模塊(如:PHY芯片、基帶處理SOC及射頻接收模塊等)。上述圖2中，PD芯片通過檢測流經本身的電流值，以及ro的輸入電壓值，判斷該PD的輸出功率(即所述電流值和電壓值的乘積)是否大于POE標準規(guī)定的輸出功率25W，若大于，則I3D停止供電輸出，也即停止向Femto供電。在Femto需要的功率不大于上述25W時，可以利用POE進行供電，但在Femto需要的功率大于25W時，由于在大于25W時，F(xiàn)emto不能選擇POE進行供電，同樣的，若其他IP終端的功率大于POE標準中的供電功率時，也將無法利用POE進行供電。

發(fā)明內容

本發(fā)明實施例提供了一種擴流方法、受電模塊及以太網供電系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術中存在的IP終端的功率大于POE標準中的供電功率時，無法利用PSE進行供電的問題。一種擴流方法，所述方法包括:檢測流經ro芯片的電流的電流值；當所述電流值大于設定閾值時，控制與所述ro芯片并聯(lián)連接的開關管導通，通過對所述流經ro芯片的電流進行分流，控制流經ro芯片的電流的電流值不大于設定閾值。一種受電模塊，包括:第一整流橋電路、第二整流橋電路、PD芯片、變壓器、DC-DC單元、反饋單元，所述第一整流橋電路和第二整流橋電路分別與ro芯片串聯(lián)，ro芯片依次與變壓器、DC-DC單元、反饋單元串聯(lián)構成反饋環(huán)路，所述受電模塊還包括:監(jiān)控單元和開關管，所述開關管與ro芯片并聯(lián)連接，所述監(jiān)控單元和開關管串聯(lián)；所述監(jiān)控單元，用于檢測流經ro芯片的電流的電流值，在所述電流值大于設定閾值時，控制與所述ro芯片并聯(lián)連接的開關管導通；所述開關管，用于在受到監(jiān)控單元的控制時導通，通過對所述流經ro芯片的電流進行分流，控制流經ro芯片的電流值不大于設定閾值。一種以太網供電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括供電模塊和上述受電模塊，其中:供電模塊，用于向受電模塊供電；受電模塊，用于接受供電模塊的供電，并向供電模塊反饋分流后流經H)芯片電流的電流值。通過本發(fā)明實施例的方案，由于在檢測到流經受電ro芯片電流的電流值大于設定閾值時，利用與所述ro芯片并聯(lián)連接的開關管進行分流，因此，可使得分流后流經受電芯片電流的電流值不大于設定閾值，進而使得檢測到的流經ro芯片電流的電流值是分流后的電流的電流值，進而PSE檢測到的ro的輸出功率將不大于POE標準中的供電功率25W，使得IP終端的功率大于POE標準中的供電功率時，仍可利用POE進行供電。


圖1所示為背景技術中POE應用于Femto時的系統(tǒng)結構示意圖；圖2所示為背景技術中Femto的結構示意圖；圖3為本發(fā)明實施例一中的擴流方法流程示意圖；圖4為本發(fā)明實施例二中的H)的結構示意圖；圖5為本發(fā)明實施例二中的開關管與ro芯片并聯(lián)連接的示意圖；圖6為本發(fā)明實施例三中的Femto結構示意圖；圖7為本發(fā)明實施例四中的POE系統(tǒng)結構示意圖。
具體實施例方式下面結合說明書附圖對本發(fā)明實施例作進一步說明，但本發(fā)明不局限于下面的實施例。實施例一如圖3所示，為本發(fā)明實施例一中的擴流方法流程示意圖，包括以下步驟:
步驟101:檢測流經H)芯片的電流的電流值。步驟102:判斷所述電流值是否大于設定閾值，若是，則執(zhí)行步驟103 ;若否，則跳轉至步驟101。步驟103:控制與所述ro芯片并聯(lián)連接的開關管導通，通過對所述流經ro芯片的電流進行分流，控制流經ro芯片的電流的電流值不大于設定閾值。在上述步驟中，由于開關管與所述ro芯片并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的特點，在開關管導通時，原來流經ro芯片的電流，一部分將會通過與ro芯片并聯(lián)的支路流出，因此可以控制開關管的導通，來對所述流經ro芯片的電流進行分流，實現(xiàn)分流后流經受電芯片電流的電流值不大于設定閾值。 由于串聯(lián)電路中的電流相同，較優(yōu)的，還可以檢測流經與ro芯片串聯(lián)的電阻上的電流值，在檢測到流經所述電阻的電流值大于所述設定閾值時，控制與所述ro芯片并聯(lián)連接的開關管導通，對所述流經ro芯片的電流進行分流，使得分流后流經受電芯片電流的電流值不大于設定閾值。較優(yōu)的，控制與所述ro芯片并聯(lián)連接的開關管導通，對所述流經ro芯片的電流進行分流，具體為:通過控制所述開關管的柵源電壓的大小來控制開關管的輸入電阻大小，進而控制流經開關管的電流的大小。所述開關管可以為金屬氧化物半導體場效應晶MOS管。在MOS管的漏源電壓Uds —定時，柵源電壓Ugs的大小決定溝道的寬度，溝道寬度越寬，MOS管的輸入電阻Res越小，漏極的電流越大，也即流經MOS管的電流越大。例如，對于N溝道增強型MOS管，漏源電壓Uds —定(大于O)時，Ues (大于剛剛產生溝道的電壓UT)越大，MOS管的輸入電阻越小，流經漏極的電流越大，此種變化趨勢可以從N溝道增強型MOS管的轉移特性曲線上看到。由于在本發(fā)明中，開關管的源漏電壓(也即ro芯片上的電壓)是固定不變的，因此，可以通過控制柵源電壓來控制漏極電流，也即控制流經開關管的電流，進而達到對流經ro芯片上的電流的控制。具體的，通過以下方式控制所述開關管的柵源電壓的大小:根據(jù)預設的差值與柵源電壓的對應關系，確定檢測到的電流值與所述設定閾值的差值對應的柵源電壓，并將確定的柵源電壓作為開關管的柵源電壓。上述預設的差值與柵源電壓的對應關系，可以根據(jù)MOS管的轉移特性曲線確定，為了簡便的對柵源電壓進行控制，選取轉移特性曲線中的柵源電壓與漏極電流的關系為線性關系的部分作為依據(jù)，進行所述對應關系的確定。通過本發(fā)明的方案，由于利用預設的差值與柵源電壓的對應關系，控制開關管的導通，能較好的將大于 設定閾值部分的電流分流到開關管上，ro芯片檢測流經的電流時，檢測到的電流值與檢測到的受電模塊的輸入電壓的乘積即H)的輸出功率不大于25W，但實際上受電模塊的輸出功率為流經ro芯片的電流與開關管上的電流之和與受電模塊的輸入電壓的乘積，即大于了 25W，因此，通過本發(fā)明的方案，可使IP終端的功率大于POE標準中的供電功率時，仍可利用POE進行供電。實施例二如圖4所示，為本發(fā)明實施例二提供的受電模塊的結構示意圖，所述受電模塊包括:第一整流電路11、第二整流電路12、ro芯片13、變壓器14、直流-直流DC-DC單元15、反饋單元16、監(jiān)控單元17和開關管18 ;所述第一整流橋電路11和第二整流橋電路12分別與ro芯片13串聯(lián)，ro芯片13依次與變壓器14、DC-DC單元15、反饋單元16串聯(lián)構成反饋環(huán)路，所述開關管18與ro芯片13并聯(lián)連接，所述監(jiān)控單元17和開關管18串聯(lián)連接；所述監(jiān)控單元17，用于檢測流經ro芯片電流的電流值，在所述電流值大于設定閾值時，控制與所述ro芯片并聯(lián)連接的開關管導通。所述開關管18，用于在受到監(jiān)控單元的控制時導通，通過對所述流經ro芯片的電流進行分流，控制流經ro芯片的電流值不大于設定閾值。較優(yōu)的，所述監(jiān)控單元17，具體用于通過控制所述開關管的柵源電壓的大小來控制開關管的輸入電阻大小。較優(yōu)的，所述監(jiān)控單元18，具體用于根據(jù)預設的差值與柵源電壓的對應關系，確定檢測到的電流值與所述設定閾值的差值對應的柵源電壓，并將確定的柵源電壓作為開關管的柵源電壓。需要說明的是，在圖4中，PDIN表示受電模塊的輸入端電壓，既表示輸入電壓的正極F1DIN+,又表不輸入電壓的負極F1DIN-;同樣，PDOUT表不受電模塊的輸出端電壓，既表不輸出電壓的正極roouT+，又表示輸出電壓的負極roouT-，開關管連接在roiN-和roouT-之間。如圖5所示，對應的開關管電路是連接在ro IN-和roouT-之間，更進一步地說，開關管與ro芯片中的內置電阻并聯(lián)。本實施例二提供的受電模塊可以應用于各IP終端，尤其是應用于輸出功率大于POE標準規(guī)定的供電功率時，本發(fā)明實施例三將把所述受電模塊應用于背景技術中的Femto中進行詳細的說明。實施例三如圖6所示,為本發(fā)明實施例三中的Femto結構示意圖，在圖6所示的結構示意圖中，由于Femto中本身具有監(jiān)控模塊，故，將實施例二中的H)中的監(jiān)控單元的功能賦予在Femto中本身具有監(jiān)控模塊上，對于其他本身具有監(jiān)控模塊的IP終端，也可以參考本實施例，將實施例二中的H)中的監(jiān)控單元的功能在所述IP終端本身具有的監(jiān)控模塊上。在具體實施中，需要使用監(jiān)控模塊中的模數(shù)轉換AD器件及數(shù)模轉換DA器件(若監(jiān)控模塊沒有集成AD器件及DA器件，可以使用外加的AD器件或DA器件)，以便于監(jiān)控模塊利用AD器件讀取流經H)芯片的電流的電流值，利用DA器件，將需要施加于開關管的柵源電壓轉換為模擬電壓施加于開關管的柵極。在Femto剛上電時，H)與PSE握手協(xié)議完成后，PSE開始給H)供電，F(xiàn)emto在這個時候功耗很小，小于25W，在POE正常工作的范圍。此時可通過監(jiān)控模塊初始化AD器件和DA器件,且配置DA器件的輸出電壓小于開關管的開啟電壓Ut,使開關管處于截止狀態(tài)。AD器件和DA器件初始化完成后，監(jiān)控模塊檢測流經H)芯片的電流的電流值，所述流經ro芯片的電流的電流值可通過讀取AD器件的值來確定，判斷所述電流值是否大于設定閾值，當大于所述設定閾值時，通過寫DA器件控制字的方式開啟開關管，使開關管導通，分掉大于設定閾值部分的電流；否則繼續(xù)實時讀取AD器件的值，進行實時判斷。較優(yōu)的，所述設定閾值設置為低于POE規(guī)定的最大輸出功率值對應的電流值，以確保能及時的將流經ro芯片的電流分流到開關管上。為了提高監(jiān)控模塊的檢測到的流經ro芯片電流的電流值的精度，較優(yōu)的，采用采樣周期為不小于10微秒，位數(shù)不小于12位的AD器件。較優(yōu)的，采用位寬不小于12位，數(shù)據(jù)的速率不小于10微秒每比特的DA器件。以便于監(jiān)控模塊有足夠快的響應時間，當Femto系統(tǒng)的負載變化較快時，能保證H)處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。實施例四如圖7所示，為本發(fā)明實施例四中的以太網供電系統(tǒng)結構示意圖，所述系統(tǒng)包括供電模塊PSE21和上述實施例二或實施例三中的TO22，其中:PSE21，用于向 PD22 供電。PD22，用于接受PSE21的供電，并向PSE反饋分流后流經H)芯片電流的電流值。所述受電模塊，在所述監(jiān)控單元檢測流經H)芯片電流的電流值大于設定閾值時，控制與所述ro芯片并聯(lián)連接的開關管導通，以及向供電模塊反饋分流后流經ro芯片電流的電流值；在檢測流經ro芯片電流的電流值不大于設定閾值時，向供電模塊反饋流經ro芯片電流的電流值。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方案，顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內， 則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種擴流方法，其特征在于，所述方法包括: 檢測流經受電ro芯片的電流的電流值； 當所述電流值大于設定閾值時，控制與所述ro芯片并聯(lián)連接的開關管導通，通過對所述流經ro芯片的電流進行分流，控制流經ro芯片的電流的電流值不大于設定閾值。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，控制與所述ro芯片并聯(lián)連接的開關管導通，對所述流經ro芯片的電流進行分流，具體為: 通過控制所述開關管的柵源電壓的大小來控制開關管的輸入電阻大小，進而控制流經開關管的電流的大小。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，通過以下方式控制所述開關管的柵源電壓的大小: 根據(jù)預設的差值與柵源電壓的對應關系，確定檢測到的電流值與所述設定閾值的差值對應的柵源電壓，并將確定的柵源電壓作為開關管的柵源電壓。
4.一種受電模塊，包括:第一整流橋電路、第二整流橋電路、受電ro芯片、變壓器、直流-直流DC-DC單元、反饋單元，所述第一整流橋電路和第二整流橋電路分別與ro芯片串聯(lián)，PD芯片依次與變壓器、DC-DC單元、反饋單元串聯(lián)構成反饋環(huán)路，其特征在于，所述受電模塊還包括:監(jiān)控單元和開關管，所述開關管與ro芯片并聯(lián)連接，所述監(jiān)控單元和開關管串聯(lián); 所述監(jiān)控單元，用于檢測流經ro芯片的電流的電流值，在所述電流值大于設定閾值時，控制與所述ro芯片并聯(lián)連接的開關管導通； 所述開關管，用于在受到監(jiān)控單元的控制時導通，通過對所述流經ro芯片的電流進行分流，控制流經ro芯片的電流值不大于設定閾值。
5.如權利要求4所述的受電模塊，其特征在于， 所述監(jiān)控單元，具體用于通過控制所述開關管的柵源電壓的大小來控制開關管的輸入電阻大小。
6.如權利要求5所述的受電模塊，其特征在于， 所述監(jiān)控單元，具體用于根據(jù)預設的差值與柵源電壓的對應關系，確定檢測到的電流值與所述設定閾值的差值對應的柵源電壓，并將確定的柵源電壓作為開關管的柵源電壓。
7.一種以太網供電系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括供電模塊和如權4所述的受電模塊，其中: 供電模塊，用于向受電模塊供電； 受電模塊，用于接受供電模塊的供電，并向供電模塊反饋分流后流經ro芯片的電流的電流值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種擴流方法、受電模塊及以太網供電POE系統(tǒng)，主要內容包括檢測流經受電PD芯片電流的電流值；當所述電流值大于設定閾值時，控制與所述PD芯片并聯(lián)連接的開關管導通，通過對所述流經PD芯片的電流進行分流，控制流經PD芯片的電流的電流值不大于設定閾值。通過本發(fā)明的方案，由于利用與所述PD芯片并聯(lián)連接的開關管對流經PD芯片的電流進行分流，因此，供電模塊PSE檢測到的流經PD芯片電流的電流值不大于設定閾值，使得PSE檢測到的PD的輸出功率將不大于POE標準中的供電功率25W，進而在IP終端的功率大于POE標準中的供電功率25W時，仍可利用PSE進行供電。
文檔編號H04L12/10GK103220155SQ20131011305
公開日2013年7月24日 申請日期2013年4月2日 優(yōu)先權日2013年4月2日
發(fā)明者龔賀, 汪書林, 陳澤 申請人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司