CN107786345A - 大功率长距离标准poe分离器、poe***及poe***控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大功率长距离标准POE分离器，包括POE分离器部件，具体包括电源和信号分离电路、识别和分级电路、电源管理电路、LTE网络延长电路，所述电源和信号分离电路与识别和分级电路电连接，所述识别和分级电路与电源管理电路相连，所述电源和信号分离电路与LTE网络延长电路网络连接。本发明的产品除了兼容市场上标准和非标准PSE产品，还有分级灵活可调、欠压锁定阈值灵活可调、支持远距离传输、电源管理灵活高效以及输出电压和功率可调、电路成本低并且体积小巧等优点。

Description

大功率长距离标准POE分离器、POE***及POE***控制方法

技术领域

本发明涉及电源、网络信号输送技术领域，尤其涉及大功率长距离标准POE分离器，以及POE***控制方法。

背景技术

POE分离器与POE供电器是相对的。POE供电器是将数据信号和电力合在一起，所以POE供电器又称POE合路器。POE分离器的工作过程正好相反，是将数据信号和电力分离。如果网络摄像机(IPC)、无线AP、IP电话等数据终端本身支持POE供电，则布线时不需要使用POE分离器，直接网线供电即可。POE主要用于上端为POE交换机、POE供电器等PSE设备，但是下端挂接的设备并不支持POE的场合。POE分离器将电源分离成数据信号和电力，有两根输出线，一根是电力输出线，一根是网络数据信号输出线即普通网线。电力输出有5V/9/12V等，可以匹配各种DC输入的非POE受电终端，支持IEEE802.3af/802.3at标准。数据信号输出线即普通网线直接接到非POE受电终端的网口即可。POE分离器与PSE供电设备配套使用，可以在缺乏电源线或远离电源插座的网络环境中为无线AP、无线路由器、IP摄像头、IP电话等网络设备供电。在很多监控场合，监控位置最佳的位置可能设备取电并不是很方便，POE分离器的出现为不支持POE供电的设备融入POE网络提供了便利，监控设备不用为了照顾插座的远近而牺牲最佳的安装位置。

然而，现有的产品采用专用单芯片来实现PD端的识别、分级和电源管理，使用、调控不够灵活，该问题亟待解决。此外，还不支持远距离传输(300米)，该问题也有待解决。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术之不足而提供大功率长距离标准POE分离器，长距离大功率POE分离器这种产品之前市面上没有，分离器包括48伏转12伏以及转24伏的电路部分，还包括LTE网络延长模块，，主要保护48转12和24的这个电路，以及配合上LTE模块后再POE分离器行业的使用，防止别人也用这种办法来实现POE分离器。

为实现上述目的，本发明提供大功率长距离标准POE分离器，包括：

POE分离器部件，具体包括电源和信号分离电路、识别和分级电路、电源管理电路、LTE网络延长电路，所述电源和信号分离电路与识别和分级电路电连接，所述识别和分级电路与电源管理电路相连，所述电源和信号分离电路与LTE网络延长电路网络连接。

本发明还公开一种POE***，包括POE分离器部件，还包括POE交换机，所述POE交换机与所述POE分离器部件中的电源和信号分离电路通过网线相连；

POE负载，所述POE负载分别与电源管理电路电连接、与LTE网络延长电路通过网络接口网络连接，所述电源管理电路为所述POE负载提供电源输出。

优选的，包括：

所述识别和分级电路包括识别电路和分级电路，所述分级电路内包含有稳压管组件。

优选的，所述电源管理电路包括有一电源控制芯片，与所述电源控制芯片相连的电压反馈模块，通过电压反馈模块检测输出电压是否是设定值，如果电压低于设定电压，电源控制芯片内部的开关管导通，如果电压高于设定值，电源控制芯片内部开关管关闭。

优选的，所述POE交换机与POE分离器之间通过网络延长芯片相连。

优选的，所述POE交换机与POE分离器之间通过网络延长芯片通过普通五类网线相连，距离为0至300米。

本发明还提供一种POE***控制方法，POE***包括PSE部分和PD部分包括如下步骤：

S601，PSE发出识别电压；

S602，识别通过后，PSE对PD进行功率等级的分级；

S603，分级完成后，PSE供出电源；

S604，电源管理电路对PSE供出的电源进行管理，输出稳定的电压给PD部分。

优选的，PD分为默认级、第一级、第二级、第三级、第四级、第五级功率等级。

优选的，所述S604具体为，

S601，欠压检测的步骤，当电压低于阈值时，关断电路；当电压高于阈值时，进行下面的步骤；

S602，输出电压检测的步骤，当输出电压高于设定值时，关闭电源控制芯片内的开关管，当输出电压低于设定值时，开启电源控制芯片内的开关管，从而实现稳定的电压输出。

本发明的有益效果是：不同于其他产品采用专用单芯片来实现PD端的识别、分级和电源管理，本发明的产品采用分立元件实现PD的识别和分级，并采用独立的电源管理芯片进行电源管理。产品除了兼容市场上标准和非标准PSE产品，还有分级灵活可调、欠压锁定阈值灵活可调、支持远距离传输(300米)、电源管理灵活高效以及输出电压(可输出常用的12V、24V以及小于36V的任意电压)和功率可调、电路成本低并且体积小巧等优点。本发明稳定性好，可靠性佳，操作使用方便，设计新颖，实用性强。

附图说明

图1是本发明一实施例的产品结构框图；

图2是本发明的识别和分级电路的电路结构图；

图3是图2的原理流程图；

图4是本发明的电源管理电路的电路结构图；

图5是图4的原理图；

图6是本发明的网络延长芯片的电路结构图，也可以称为LTE以太网长线传输器或者LTE网络延长电路。

附图标记：

POE交换机10；

POE分离器部件20；

电源和信号分离电路201；

识别和分级电路202；

电源管理电路203；

LTE网络延长电路204；

POE负载30。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、 “逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1至图6，本发明提供大功率长距离标准POE分离器，包括POE分离器部件20，具体包括电源和信号分离电路201、识别和分级电路202、电源管理电路203、LTE网络延长电路204，所述电源和信号分离电路201与识别和分级电路202电连接，所述识别和分级电路202与电源管理电路203相连，所述电源和信号分离电路201与LTE网络延长电路204网络连接；POE交换机10，所述POE交换机10与所述POE分离器部件20中的电源和信号分离电路201通过网线相连；POE负载30，所述POE负载30分别与电源管理电路203电连接、与LTE网络延长电路204通过网络接口网络连接，所述电源管理电路203为所述POE负载30提供电源输出。

本发明的一个实施例，包括所述识别和分级电路202包括识别电路和分级电路，所述分级电路内包含有稳压管组件。

本发明的一个实施例，所述电源管理电路203包括有一电源控制芯片，与所述电源控制芯片相连的电压反馈模块，通过电压反馈模块检测输出电压是否是设定值，如果电压低于设定电压，电源控制芯片内部的开关管导通，如果电压高于设定值，电源控制芯片内部开关管关闭。

本发明的一个实施例，所述POE交换机10与POE分离器之间通过网络 延长芯片相连。

本发明的一个实施例，所述POE交换机10与POE分离器之间通过网络延长芯片通过普通五类网线相连，距离为0至300米。

本发明还提供一种POE***控制方法，POE***包括PSE部分和PD部分包括如下步骤：

S601，PSE发出识别电压；

S602，识别通过后，PSE对PD进行功率等级的分级；

S603，分级完成后，PSE供出电源；

S604，电源管理电路203对PSE供出的电源进行管理，输出稳定的电压给PD部分。

本发明的一个实施例，PD分为默认级、第一级、第二级、第三级、第四级、第五级功率等级。

本发明的一个实施例，所述S604具体为，

S601，欠压检测的步骤，当电压低于阈值时，关断电路；当电压高于阈值时，进行下面的步骤；

S602，输出电压检测的步骤，当输出电压高于设定值时，关闭电源控制芯片内的开关管，当输出电压低于设定值时，开启电源控制芯片内的开关管，从而实现稳定的电压输出。

请参阅图2和图3，R11、D19、R2、D18、R12和Q4构成识别电路，其中D19为20V的稳压管，他保证PSE在发出识别电压时(小于10V)后面的电路不会导通，而是由一个精密电阻R11提供识别电流用以表征自己的PD身份。识别通过后PSE将对PD进行分级，由D17、Q2、R8、R3、Q5、Q1和R1构成的分级电路将发挥作用，对PSE表明自己的功率级别。其中，D17和D19保证了分级电路只在10-20V之间工作，这符合POE的国际标准，由Q2、R8、R3和Q5构成的恒流电路为PSE提供分级电流以表明自己的功率级别，通过调整R8和以将PD分为默认级、第一级、一直到第五级等功率等级。 Q1和R1则保证分级电路在完成分级后停止工作。一旦识别和分级完成，PSE会供出48V(典型值)电源，Q4导通，后续电源管理电路203就开始工作了。

请参阅图4和图5，芯片TPS54260是电路核心，它的第7脚通过R16和R18分压反馈的电压值来判断输出电压是否是设定值，如果电压低于设定电压，芯片内部的开关管导通，如果电压高于设定值，芯片内部开关管关闭。在这个电路中，TPS54260以大概400KHZ的频率控制开关管的导通和关闭，输出电压通过电容的滤波保持在设定值。通过调整R16和R18的值可以改变输出电压值，方便电路被灵活使用。其他的，R14和R7可以调整电路的欠压锁定电压，以适应更广泛的应用需求。在一些应用条件更苛刻的地方(比如负载功率大、供电距离远造成电源损耗大的场合)调整欠压锁定电压可以使产品工作在更稳定的状态。

不同于其他产品采用专用单芯片来实现PD端的识别、分级和电源管理，本发明的产品采用分立元件实现PD的识别和分级，并采用独立的电源管理芯片进行电源管理。产品除了兼容市场上标准和非标准PSE产品，还有分级灵活可调、欠压锁定阈值灵活可调、支持远距离传输(300米)、电源管理灵活高效以及输出电压(可输出常用的12V、24V以及小于36V的任意电压)和功率可调、电路成本低并且体积小巧等优点。

下面结合识别分级电路和电源管理电路203原理图进行说明，调整识别和分级电路202中的R8可以调整PD分级(有六种分级可调，分别是默认级、一级、二级、三级、四级和我们独有的第五级)，调整电源管理电路203中的R7和R14，可以调整PD端欠压锁定阈值，调整图2中的R16和R18，可以调整PD端输出电压。

我们的产品采用我公司独有的网络延长芯片AT5300L来实现长线网络通信(LTE)。市场上现有的PD产品无法打破以太网传输不超过100米的限制，只能在不超过100米的范围内使用，而我们的产品使用我公司独有LTE技术可以实现在普通超五类网线上把网络传输距离延长到300米，这就大大拓展 了PD产品的适用范围，降低了***成本，有极高的社会效益和经济效益。

综上，我公司POE分离器采用巧妙的识别分级电路和电源管理电路203设计，实现了分级灵活可调、欠压锁定阈值灵活可调、电源管理灵活高效以及输出电压(可输出常用的12V、24V以及小于36V的任意电压)和功率可调，再加上我公司独有的LTE技术，我公司POE分离器可以实现电源和网络信号的大功率长距离传输。

以下附上产品说明书(摘要)：LTE以太网长线传输器是我公司针对高清数字监控领域专门开发的一款长线传输产品。它不仅可以将高清数字图像的传输距离从100米延长到300米，并且具有POE供电功能，将网线上供入的直流48V电源(不分正负)转换为直流12V电源，为网络摄像机或网络球提供电源。使用本产品可以大大降低网络监控工程的布线难度和布线成本，提高综合效益，满足一些传统方式不易实现的特殊要求。本产品采用防水设计，可以直接在室外安装使用，是一款高效易用的数字监控工程配套产品！

本发明产品的功能特点：

1、采用长线传输芯片处理技术(Long Transmission Ethernet)；

2、1路以太网进(下行接IPC)；1路以太网信号出(上行接交换机)；

3、以太网信号延长+POE供电模式；

4、以太网信号延长+POE供电模式下，上行300米，下行30米；

5、符合IEEE802.3以太网标准，不改变太网信号标准；

6、最大负载10M带宽；

7、具有隔离电压保护功能，防雷防浪涌功能；

8、接口：RJ45接口×2；12V接口×1；

9、采用防水外壳设计，IP65防护等级，直接室内外通用；

详细技术参数：

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种大功率长距离标准POE分离器，其特征在于，包括：

POE分离器部件，具体包括电源和信号分离电路、识别和分级电路、电源管理电路、LTE网络延长电路，所述电源和信号分离电路与识别和分级电路电连接，所述识别和分级电路与电源管理电路相连，所述电源和信号分离电路与LTE网络延长电路网络连接。

2.一种大功率长距离标准POE***，其特征在于，包括如权利要求1所述的大功率长距离标准POE分离器，

还包括：

POE交换机，所述POE交换机与所述POE分离器部件中的电源和信号分离电路通过网线相连；

POE负载，所述POE负载分别与电源管理电路电连接、与LTE网络延长电路通过网络接口网络连接，所述电源管理电路为所述POE负载提供电源输出；

其中，所述识别和分级电路包括识别电路和分级电路，所述分级电路内包含有稳压管组件。

3.根据权利要求2所述的大功率长距离标准POE***，其特征在于，所述电源管理电路包括有一电源控制芯片，与所述电源控制芯片相连的电压反馈模块，通过电压反馈模块检测输出电压是否是设定值，如果电压低于设定电压，电源控制芯片内部的开关管导通，如果电压高于设定值，电源控制芯片内部开关管关闭。

4.根据权利要求2所述的大功率长距离标准POE***，其特征在于，所述POE交换机与POE分离器之间通过网络延长芯片相连。

5.根据权利要求4所述的大功率长距离标准POE***，其特征在于，所述POE交换机与POE分离器之间通过网络延长芯片通过普通五类网线相连，距离为0至300米。

6.一种POE***控制方法，其特征在于，POE***包括PSE部分和PD部分包括如下步骤：

S601，PSE发出识别电压；

S602，识别通过后，PSE对PD进行功率等级的分级；

S603，分级完成后，PSE供出电源；

S604，电源管理电路对PSE供出的电源进行管理，输出稳定的电压给PD部分。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，PD分为默认级、第一级、第二级、第三级、第四级、第五级功率等级。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述S604具体为，

S601，欠压检测的步骤，当电压低于阈值时，关断电路；当电压高于阈值时，进行下面的步骤；

S602，输出电压检测的步骤，当输出电压高于设定值时，关闭电源控制芯片内的开关管，当输出电压低于设定值时，开启电源控制芯片内的开关管，从而实现稳定的电压输出。