CN106100858A - 一种标准poe与强制非标poe一体化受电电源电路 - Google Patents
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Abstract
一种标准POE与强制非标POE一体化受电电源电路,设置在POE网络插座和受电设备之间,包括:标准供电模块具有符合标准协议的线路阻抗,在输入电压大于设定值时导通,将POE网络插座输入的电压送向DC‑DC降压稳压模块;非标跳线模块可进行非标供电线路的切换,电源不经检测,直接通过网线到达网络插座,再直接送入DC‑DC降压稳压模块;DC‑DC降压稳压模块将输入的直流电压进行降压、稳压,向受电设备供电;标准供电模块的输入端连接POE网络插座,输出端连接DC‑DC降压稳压模块的输入端,DC‑DC降压稳压模块的输出端连接受电设备,非标跳线模块并联在标准供电模块两端。本发明整合标准POE和非标POE供电模式为一体,避免重复生产不同供电类型的设备,最大限度兼容用户的取电环境。
Description
技术领域
本发明涉及交换机POE受电,尤其涉及一种标准POE与强制非标POE一体化受电电源电路。
背景技术
POE供电技术能够在现有的以太网布线基础架构不作任何改动的情况下,为一些基于IP的终端(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机、网络门禁、巡更读卡器等)传输数据信号的同时,还能为此类设备提供直流供电。标准协议POE供电可利用12、36数据线对供电,也可利用45、78线对供电;而强制POE供电一般利用45、78线对供电。现有的POE受电电路分为标准POE受电和非标准的强制受电两种不同的电路。标准POE供电工作过程是先由PSE设备输出很小的电压,直到其检测到终端的连接是一个支持IEEE 802.3af或IEEE802.3at标准的PD设备后,PSE设备开始从低电压逐渐升压开始向PD设备供电,直至为PD设备提供稳定可靠的直流电压,满足PD设备的功率消耗。而非标POE强制供电模式不作检测,直接强制提供满足PD设备的电压。而市面所有产品均无法将两者统一到一个电路板上,导致产品不得不设计两套,用户无法在两种供电模式下自由切换,使用成本高,便利性差。
发明内容
本发明提供一种标准POE与强制非标POE一体化受电电源电路,以解决上述现有技术不足,整合标准POE和非标POE两种供电模式为一体,简化设备供电模块的电路设计,避免重复生产不同供电类型的设备,最大限度兼容用户的取电环境,可广泛应用于网络读卡器、路由器、智能家居受电设备等网络电子设备中。
为了实现本发明的目的,拟采用以下技术:
一种标准POE与强制非标POE一体化受电电源电路,其特征在于,设置在POE网络插座和受电设备之间,包括:标准供电模块,具有符合标准协议的线路阻抗,且在输入电压大于设定值时导通,导通后将POE网络插座输入的电压送向DC-DC降压稳压模块;非标跳线模块,用于进行非标供电线路的切换,直接将POE网络插座输入的电压直接送入DC-DC降压稳压模块;DC-DC降压稳压模块,用于将输入的直流电压进行降压、稳压,向受电设备供电;其中,标准供电模块的输入端连接POE网络插座,输出端连接DC-DC降压稳压模块的输入端,DC-DC降压稳压模块的输出端连接受电设备,非标跳线模块并联在标准供电模块两端。
标准协议供电模式下:POE交换机检测到标准供电模块的符合标准协议的线路阻抗值时,则会尝试进行小电流逐步升压,在供电电压达到设定值时,标准供电模块导通,POE交换机稳定输出48~57V电压,经过标准供电模块向DC-DC降压稳压模块供电,DC-DC降压稳压模块经过降压稳压处理后为受电设备供电;
非标强制供电模式下:非标跳线模块导通,电源不经检测,直接通过网线到达POE网络插座进行输入,输入的电压直接通过非标跳线模块后送入DC-DC降压稳压模块,DC-DC降压稳压模块经过降压稳压处理后为受电设备供电。
进一步,所述标准供电模块包括阻值为24.9K的检测电阻R16、分压电阻R14和R20、稳压二极管D2和N沟道场效应三极管Q1,检测电阻R16并联在POE网络插座的供电输出正负极两端,分压电阻R14和R20串联后并联在检测电阻R16两端,分压电阻R14连接POE网络插座的供电输出正极端,分压电阻R20连接POE网络插座的供电输出负极端,稳压二极管D2设在分压电阻R14和R20之间,稳压二极管D2负极连接分压电阻R14,稳压二极管D2正极连接分压电阻R20,N沟道场效应三极管Q1的S极连接POE网络插座的供电输出负极端、G极连接稳压二极管D2负极、D极作为标准供电模块的输出负极端连接DC-DC降压稳压模块。分压电阻R14和R20的阻值相等,稳压二极管D2的稳压值为27V。N沟道场效应三极管Q1为CS1N60。
进一步,所述非标跳线模块包括一个跳线插座P12,其中两个管脚分别连接在标准供电模块两端,具体是跳线插座P12的管脚2连接POE网络插座的供电输出负极端,管脚1连接标准供电模块的输出负极端,跳线插座P12的管脚3空置。
进一步,所述DC-DC降压稳压模块包括LM2596HVT-5.0稳压芯片U5、稳压二极管D1、电感L4和电容C22,LM2596HVT-5.0稳压芯片U5的VIN+端连接标准供电模块的输出正极端、GHD端和ON/OFF端均连接标准供电模块的输出负极端并接地、FB端连接受电设备的正极端、OUT端通过电感L4连接受电设备的正极端,稳压二极管D1的负极端连接OUT端、正极端连接标准供电模块的输出负极端,电容C22的正极端连接电感L4、负极端连接标准供电模块的输出负极端。
进一步,还包括保险单元,设置在POE网络插座和标准供电模块之间。所述保险单元为0.5A60V的保险丝F1,串联在POE网络插座的供电输出正极端线路上。
进一步,还包括滤波单元,设置在标准供电模块和DC-DC降压稳压模块之间。所述滤波单元为滤波电容C20,并联在标准供电模块的输出正负极之间。
本发明的有益效果是:
1、通过非标跳线模块进行断开或导通,配合标准供电模块和DC-DC降压稳压模块可实现同一电路适应两种供电模式的任选择,需要进行标准供电时,让非标跳线模块断开,通过标准供电模块进行标准检测进行供电,在供电电压大于设定值时,标准供电模块向DC-DC降压稳压模块供电;需要非标强制供电时,让非标跳线模块导通,POE网络插座输入的电压直接送入DC-DC降压稳压模块。具体是,利用了Q1的开关特性和跳线插座P12的短接供电方式来实现兼容标准POE协议供电和强制非标准POE供电模式,因此只需开发一种产品即可同时支持两种供电方式;
2、本电路同时具有防呆功能,将其应用于POE受电***时,在额定电压范围内,无论接入何种供电模式的交换机,该电路均不会损坏;且电路在工作过程中,如果用户改变跳线插座P12跳冒短接方式,也不会损坏电路。
3、本电流设计巧妙,易于实现,安全、稳定、全面。
附图说明
图1示出了本发明的应用于POE受电***的结构示意图。
图2示出了本发明的结构示意图。
图3示出了本发明的详细电路结构图。
具体实施方式
如图1~3所示,一种标准POE与强制非标POE一体化受电电源电路,设置在POE网络插座和受电设备之间,包括:标准供电模块,具有符合标准协议的线路阻抗,且在输入电压大于设定值时导通,导通后将POE网络插座输入的电压送向DC-DC降压稳压模块;非标跳线模块,用于进行非标供电线路的切换,输入的电压直接送入DC-DC降压稳压模块;DC-DC降压稳压模块,用于将输入的直流电压进行降压、稳压,向受电设备供电;其中,标准供电模块的输入端连接POE网络插座,输出端连接DC-DC降压稳压模块的输入端,DC-DC降压稳压模块的输出端连接受电设备,非标跳线模块并联在标准供电模块两端。
标准协议供电模式下:POE交换机检测到标准供电模块的符合标准协议的线路阻抗值时,则会尝试进行小电流逐步升压,在供电电压达到设定值时,标准供电模块导通,POE交换机稳定输出48~57V电压,经过标准供电模块向DC-DC降压稳压模块供电,DC-DC降压稳压模块经过降压稳压处理后为受电设备供电。
非标强制供电模式下:非标跳线模块导通,电源不经检测,直接通过网线到达POE网络插座进行输入,输入的电压直接通过非标跳线模块后送入DC-DC降压稳压模块,DC-DC降压稳压模块经过降压稳压处理后为受电设备供电。
具体的,所述标准供电模块包括阻值为24.9K的检测电阻R16、分压电阻R14和R20、稳压二极管D2和N沟道场效应三极管Q1,分压电阻R14和R20的阻值相等,均选择51K,选择的稳压二极管D2的稳压值为27V,N沟道场效应三极管Q1为CS1N60。所述非标跳线模块包括一个跳线插座P12,其中两个管脚分别连接在标准供电模块两端。所述DC-DC降压稳压模块包括LM2596HVT-5.0稳压芯片U5、稳压二极管D1、电感L4和电容C22。检测电阻R16并联在POE网络插座的供电输出正负极两端,分压电阻R14和R20串联后并联在检测电阻R16两端,分压电阻R14连接POE网络插座的供电输出正极端,分压电阻R20连接POE网络插座的供电输出负极端,稳压二极管D2设在分压电阻R14和R20之间,稳压二极管D2负极连接分压电阻R14,稳压二极管D2正极连接分压电阻R20,N沟道场效应三极管Q1的S极连接POE网络插座的供电输出负极端、G极连接稳压二极管D2负极、D极作为标准供电模块的输出负极端连接LM2596HVT-5.0稳压芯片U5的GHD端和ON/OFF端。跳线插座P12的管脚2连接Q1的S极,管脚1连接Q1的D极,管脚3空置。LM2596HVT-5.0稳压芯片U5的VIN+端连接标准供电模块的输出正极端、GHD端和ON/OFF端均还接地、FB端连接受电设备的正极端、OUT端通过电感L4连接受电设备的正极端,稳压二极管D1的负极端连接OUT端、正极端连接Q1的D极,电容C22的正极端连接电感L4、负极端连接Q1的D极。
在交换机标准POE协议供电模式下:P12跳线不短接,管脚1和管脚2之间是断路,POE交换机检测到POE网络插座后端R16的24.9k电阻后,会试探进行供电,达到27V时,D2导通,Q1导通,电源向U5供电,U5可将POE交换机的48V-55电源经过DC-DC变换后输出至后级工作。在非标的强制POE供电模式下:P12只需通过跳帽短接管脚1和管脚2,前端通过网线传过来的7-60V电源直接通过P12导通向U5供电,U5经DC-DC降压后供后级设备使用。整个电路巧妙地利用了Q1的开关特性和P12短接供电方式,实现了单一电路同时兼容标准POE协议供电和强制非标准POE供电模式,只需开发一直产品即可同时支持两种供电方式。
本电路同时具有防呆功能,在P12短接管脚1和管脚2的情况下,即非标取电模式,如果用户误将设备接入标准POE交换机,由于交换机检测线路阻容值远大于POE协议标准,因此POE交换机不会供电。同理,在P12不短接情况下,即标准取电模式,如果用户误将设备接入强制供电网线中,设备在低于27V电压下不会导通工作,27V-60V时,Q1导通,设备正常工作。因此,在额定电压范围内,无论接入何种供电模式的交换机,该电路均不会损坏。同理,电路在工作过程中,如果用户改变P12跳冒短接方式,也不会损坏电路。
作为优选实施方式,还包括保险单元,设置在POE网络插座和标准供电模块之间。所述保险单元为0.5A60V的保险丝F1,串联在POE网络插座的供电输出正极端线路上。可以有效保证本电路各模块的工作安全性。
作为优选实施方式,还包括滤波单元,设置在标准供电模块和DC-DC降压稳压模块之间。所述滤波单元为滤波电容C20,并联在标准供电模块的输出正负极之间。可以对将要输入DC-DC降压稳压模块的电流进行过滤,提高后级输出的稳定性。
本发明安全、稳定、全面,整合标准POE和非标POE两种供电模式为一体,简化设备供电模块的电路设计,避免重复生产不同供电类型的设备,最大限度兼容用户的取电环境,可广泛应用于网络读卡器、路由器、智能家居受电设备等网络电子设备中。
Claims (10)
1.一种标准POE与强制非标POE一体化受电电源电路,其特征在于,设置在POE网络插座和受电设备之间,包括:
标准供电模块,具有符合标准协议的线路阻抗,且在输入电压大于设定值时导通,导通后将POE网络插座输入的电压送向DC-DC降压稳压模块;
非标跳线模块,用于进行非标供电线路的切换,直接将POE网络插座输入的电压直接送入DC-DC降压稳压模块;
DC-DC降压稳压模块,用于将输入的直流电压进行降压、稳压,向受电设备供电;
其中,标准供电模块的输入端连接POE网络插座,输出端连接DC-DC降压稳压模块的输入端,DC-DC降压稳压模块的输出端连接受电设备,非标跳线模块并联在标准供电模块两端;
标准协议供电模式下:非标跳线模块断开,POE交换机检测到标准供电模块的符合标准协议的线路阻抗值时,则会尝试进行小电流逐步升压,在供电电压达到设定值时,标准供电模块导通,POE交换机稳定输出48~57V电压,经过标准供电模块输向DC-DC降压稳压模块,DC-DC降压稳压模块经过降压稳压处理后为受电设备供电;
非标强制供电模式下:非标跳线模块导通,电源不经检测,直接通过网线到达POE网络插座进行输入,输入的电压直接通过非标跳线模块后送入DC-DC降压稳压模块,DC-DC降压稳压模块经过降压稳压处理后为受电设备供电。
2.根据权利要求1所述的标准POE与强制非标POE一体化受电电源电路,其特征在于,所述标准供电模块包括阻值为24.9K的检测电阻R16、分压电阻R14和R20、稳压二极管D2和N沟道场效应三极管Q1,检测电阻R16并联在POE网络插座的供电输出正负极两端,分压电阻R14和R20串联后并联在检测电阻R16两端,分压电阻R14连接POE网络插座的供电输出正极端,分压电阻R20连接POE网络插座的供电输出负极端,稳压二极管D2设在分压电阻R14和R20之间,稳压二极管D2负极连接分压电阻R14,稳压二极管D2正极连接分压电阻R20,N沟道场效应三极管Q1的S极连接POE网络插座的供电输出负极端、G极连接稳压二极管D2负极、D极作为标准供电模块的输出负极端连接DC-DC降压稳压模块。
3.根据权利要求1所述的标准POE与强制非标POE一体化受电电源电路,其特征在于,所述非标跳线模块包括一个跳线插座P12,其中两个管脚分别连接在标准供电模块两端,具体是跳线插座P12的管脚2连接POE网络插座的供电输出负极端,管脚1连接标准供电模块的输出负极端,跳线插座P12的管脚3空置。
4.根据权利要求1所述的标准POE与强制非标POE一体化受电电源电路,其特征在于,所述DC-DC降压稳压模块包括LM2596HVT-5.0稳压芯片U5、稳压二极管D1、电感L4和电容C22,LM2596HVT-5.0稳压芯片U5的VIN+端连接标准供电模块的输出正极端、GHD端和ON/OFF端均连接标准供电模块的输出负极端并接地、FB端连接受电设备的正极端、OUT端通过电感L4连接受电设备的正极端,稳压二极管D1的负极端连接OUT端、正极端连接标准供电模块的输出负极端,电容C22的正极端连接电感L4、负极端连接标准供电模块的输出负极端。
5.根据权利要求2所述的标准POE与强制非标POE一体化受电电源电路,其特征在于,所述分压电阻R14和R20的阻值相等,稳压二极管D2的稳压值为27V。
6.根据权利要求2所述的标准POE与强制非标POE一体化受电电源电路,其特征在于,所述N沟道场效应三极管Q1为CS1N60。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的标准POE与强制非标POE一体化受电电源电路,其特征在于,还包括保险单元,设置在POE网络插座和标准供电模块之间。
8.根据权利要求7所述的标准POE与强制非标POE一体化受电电源电路,其特征在于,所述保险单元为0.5A60V的保险丝F1,串联在POE网络插座的供电输出正极端线路上。
9.根据权利要求1~6中任意一项所述的标准POE与强制非标POE一体化受电电源电路,其特征在于,还包括滤波单元,设置在标准供电模块和DC-DC降压稳压模块之间。
10.根据权利要求9所述的标准POE与强制非标POE一体化受电电源电路,其特征在于,所述滤波单元为滤波电容C20,并联在标准供电模块的输出正负极之间。
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