CN109088391B - 短路保护电路及非标poe供电器 - Google Patents

Abstract

一种短路保护电路及非标POE控制器，短路保护电路包括：第一电子开关、充电子电路、第二电子开关和电阻R5，第二电子开关的控制端与电阻R5连接，电阻R5用于通过电阻R4与电源输入端连接，电阻R5还与二极管D1的正极连接，二极管D1的负极用于与电源输出端连接，第二电子开关的第一端与第一电子开关的控制端连接，第二电子开关的第二端用于接地；充电子电路用于通过电阻R1与电源输入端连接，充电子电路还与第一电子开关的控制端连接；第一电子开关的第一端用于与电源输入端连接，第一电子开关的第二端用于与电源输出端连接。上述短路保护电路和非标POE供电器，避免了产品的电路出现短路现象时，容易导致产品损坏的问题。

Description

短路保护电路及非标POE供电器

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种短路保护电路和非标供电器。

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。

在实际应用中，由于实现标准协议的POE成本很高，另一方面在在一些应用中希望使用功率超过标准限定的要求，这些场合需要大量使用非标准的POE产品。而非标准的POE产品，为了降低成本，未采用标准POE产品的协议控制芯片，使得出现短路现象时，仅通过其中的PTC(Positive Temperature Coefficient，热敏电阻)去消耗功率，以降低受电端的电压，在一定时间之后，容易出现PTC电阻烧坏问题，导致POE产品损坏，不可恢复，或者直接采用保险丝方式，出现短路情况时，直接熔断保险丝，也导致POE损坏。

发明内容

基于此，有必要针对非标POE产品出现短路现象时，容易导致POE产品损坏的问题，提供一种短路保护电路和非标POE供电器。

一种短路保护电路，包括：第一电子开关和开关控制电路，其中，所述开关控制电路包括充电子电路和开关子电路；所述开关子电路包括第二电子开关和电阻R5，所述第二电子开关的控制端与所述电阻R5的第一端连接，所述电阻R5的第二端用于通过电阻R4与所述电源输入端连接，所述电阻R5的第二端还与二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极用于与电源输出端连接，所述第二电子开关的第一端与所述第一电子开关的控制端连接，所述第二电子开关的第二端用于接地；所述充电子电路的第一端用于通过电阻R1与电源输入端连接，所述充电子电路的第一端还与所述第一电子开关的控制端连接，所述充电子电路的第二端用于接地；所述第一电子开关的第一端用于与电源输入端连接，所述第一电子开关的第二端用于与电源输出端连接。

在其中一个实施例中，所述充电子电路包括串联的电容C1和电阻R3。

在其中一个实施例中，所述第一电子开关的控制端通过电阻R2分别与所述充电子电路的第一端和所述第二电子开关的第一端连接。

在其中一个实施例中，所述第二电子开关的控制端还用于通过电阻R6接地。

在其中一个实施例中，所述第一电子开关为MOS管。

在其中一个实施例中，所述第一电子开关为PMOS管，所述PMOS管的栅极分别与所述充电子电路的第一端以及所述第二电子开关的第一端连接，所述PMOS管的源极用于与所述电源输入端连接，所述PMOS管的漏极用于与所述电源输出端连接。

在其中一个实施例中，所述第二电子开关为三极管。

在其中一个实施例中，所述第二电子开关为NPN三极管，所述NPN三极管的基极与所述电阻R5的第一端连接，所述NPN三极管的集电极与所述第一电子开关的控制端连接，所述NPN三极管的发射极用于接地。

在其中一个实施例中，所述二极管D1的负极用于通过电感与电源输出端连接。

一种非标POE供电器，包括上任一实施例所述的短路保护电路。

上述短路保护电路和非标POE供电器，通过在电源输入端和电源输出端之间设置第一电子开关，且分别设置充电子电路和开关子电路与第一电子开关的控制端连接，并使充电子电路的第一端通过电阻R1与电源输入端连接，开关子电路通过电阻R4与所述电源输入端连接；这样，上电后，由于电源输入端并未给充电子电路充电，第一电子开关的控制端为低电平使第一电子开关导通，使得电源输入端和电源输出端之间导通，电源输出端输出电源；之后，一方面，如果电源输出端能够给设备正常供电，电源输入端输出电流给开关子电路，使第二电子开关的控制端的电压大于第二电子开关的导通电压使第二电子开关导通，从而使第一电子开关的控制端继续为低电平使第一电子开关导通，使得电源输入端和电源输出端之间导通，电源输出端输出电源，另一方面，如果电源输出端接入的设备端短路，会使得电源输出端电压降低，在电源输出端电压降低到一定程度后，使得通过电阻R5的分压之后，第二电子开关的控制端的电压小于第二电子开关的导通电压使第二电子开关截止，此时电源输入端通过电阻R1给充电子电路充电，充电子电路在很短的时间内充满电并使得第一电子开关的控制端为高电平使第一电子开关关断，使得电源输入端和电源输出端之间断开，电源输出端停止输出电源。即当电源输出端连接的电路出现短路现象时，能够将电源输入端和电源输出端之间断开，关断电源，避免了电源输出端连接的产品的电路出现短路现象时，容易导致产品损坏的问题。

附图说明

图1为本发明一个实施例的短路保护电路的模块示意图；

图2为本发明一个实施例的短路保护电路的电路示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

本发明提供一种短路保护电路，作为一种可行的实施方式，如图1所示，短路保护电路包括第一电子开关100和开关控制电路，其中，所述开关控制电路包括充电子电路200和开关子电路300；所述开关子电路300包括第二电子开关310和电阻R5，所述第二电子开关310的控制端与所述电阻R5的第一端连接，所述电阻R5的第二端用于通过电阻R4与所述电源输入端IN连接，所述电阻R5的第二端还与二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极用于与电源输出端OUT连接，所述第二电子开关310的第一端与所述第一电子开关100的控制端连接，所述第二电子开关310的第二端用于接地；所述充电子电路200的第一端用于通过电阻R1与电源输入端IN连接，所述充电子电路200的第一端还与所述第一电子开关100的控制端连接，所述充电子电路200的第二端用于接地；所述第一电子开关100的第一端用于与电源输入端IN连接，所述第一电子开关100的第二端用于与电源输出端OUT连接。

上述短路保护电路，通过在电源输入端IN和电源输出端OUT之间设置第一电子开关100，且分别设置充电子电路200和开关子电路300与第一电子开关100的控制端连接，并使充电子电路200的第一端通过电阻R1与电源输入端IN连接，开关子电路300通过电阻R4与所述电源输入端IN连接；这样，上电后，由于电源输入端IN并未给充电子电路200充电，第一电子开关100的控制端为低电平使第一电子开关100导通，使得电源输入端IN和电源输出端OUT之间导通，电源输出端OUT输出电源；之后，一方面，如果电源输出端OUT能够给设备正常供电，电源输入端IN输出电流给开关子电路300，使第二电子开关310的控制端的电压大于第二电子开关310的导通电压使第二电子开关310导通，从而使第一电子开关100的控制端继续为低电平使第一电子开关100导通，使得电源输入端IN和电源输出端OUT之间导通，电源输出端OUT输出电源，另一方面，如果电源输出端OUT接入的设备端短路，会使得电源输出端OUT电压降低，在电源输出端OUT的电压降低到一定程度后，使得通过电阻R5的分压之后，第二电子开关310的控制端的电压小于第二电子开关310的导通电压使第二电子开关310截止，此时电源输入端IN通过电阻R1给充电子电路200充电，充电子电路200在很短的时间内充满电并使得第一电子开关100的控制端为高电平使第一电子开关100关断，使得电源输入端IN和电源输出端OUT之间断开，电源输出端OUT停止输出电源。即当电源输出端OUT连接的电路出现短路现象时，能够将电源输入端IN和电源输出端OUT之间断开，关断电源，避免了电源输出端OUT连接的产品的电路出现短路现象时，容易导致产品损坏的问题。

在其中一个实施例中，短路保护电路为非标POE供电短路保护电路。非标POE供电短路保护电路可应用在非标POE供电器中。在其中一个实施例中，电源输入端为POE供电输入端，电源输出端为POE供电输出端。

为了进一步说明本发明的短路保护电路，下面结合一个实施例的电路图对本发明的短路保护电路进行说明。图2为本发明一个实施例的短路保护电路的电路图。

在其中一个实施例中，所述充电子电路200包括串联的电容C1和电阻R3。由于电容C1的充放电作用，电源输入端IN可对电容C1进行充电，计算取值，在很短的时间内让电容C1充满电，并使电容C1放电给第一电子开关100，即MOS管Q1，从而改变MOS管Q1的导通状态。

为了保护第一电子开关，在其中一个实施例中，所述第一电子开关100的控制端通过电阻R2分别与所述充电子电路200的第一端和所述第二电子开关310的第一端连接。这样，通过电阻R2的分压作用，对第一电子开关管100进行保护，防止第一电子开关管100被击穿。

在其中一个实施例中，所述第一电子开关为MOS管。MOS管为电压控制器件，通过充电子电路200和开关子电路300控制MOS管的电压可分别控制MOS管的导通和关断两种不同状态，从而控制电源输入端IN和电源输出端OUT之间导通和关断两种不同状态。且MOS管属于电压控制器件，电阻R2的分压作用并不会影响MOS管的开关状态。

进一步地，所述第一电子开关100为PMOS管Q1，所述PMOS管Q1的栅极分别与所述充电子电路100的第一端以及所述第二电子开关310的第一端连接，所述PMOS管Q1的源极用于与所述电源输入端IN连接，所述PMOS管Q1的漏极用于与所述电源输出端OUT连接。PMOS管Q1的在其栅极为低电平时导通，为高电平时关断，通过充电子电路200将PMOS管Q1的栅极拉高为高电平，使得PMOS管Q1关断，从而使得电源输入端IN与电源输出端OUT之间断开，阻止电源输入端IN继续对产品进行供电，对产品进行保护。

为了保护第二电子开关，在其中一个实施例中，所述第二电子开关的控制端还用于通过电阻R6接地。这样，通过电阻R6的分压作用，对第二电子开关管310进行保护，防止第二电子开关管310被击穿。

在其中一个实施例中，所述第二电子开关310为三极管。三极管为电流控制器件，通过电源输入端IN在设备端正常时提供高电压和设备端短路时提供低电压可分别控制三极管的基极电压，进而改变流过基极的电流来控制导通和关断两种不同状态，从而控制第一电子开关100和接地端之间导通和关断两种不同状态，以控制第一电子开关100的控制端是否接地。

进一步地，所述第二电子开关310为NPN三极管Q2，所述NPN三极管Q2的基极与所述电阻R5的第一端连接，所述NPN三极管Q2的集电极与所述第一电子开关100的控制端连接，所述NPN三极管Q2的发射极用于接地。三极管Q2的在其基极电压大于导通电压时导通，小于导通电压时关断，通过电源输出端OUT短路时将三极管Q2的基极电压拉低小于导通电压，使得三极管Q2关断，从而使得第一电子开关100和接地端之间断开，阻止接地端将第一电子开关100的控制端电压拉低，避免第一电子开关100导通继续对产品进行供电，导致产品损坏。

为了给电源输出端提供稳定的直流电源，在其中一个实施例中，所述二极管D1的负极用于通过电感与电源输出端连接。通过电感的作用，给电源输出端提供稳定的直流电源。

在其中一个实施例中，所述PMOS管Q1的栅极通过电阻R2分别与所述串联的电容C1和电阻R3的第一端以及所述NPN三极管Q2的集电极连接，所述PMOS管的源极用于与所述电源输入端IN连接，所述PMOS管的漏极用于与所述电源输出端PUT连接，所述串联的电容C1和电阻R3的第二端用于接地，所述NPN三极管Q2的发射极用于接地，所述NPN三极管Q2的基极与所述电阻R5的第一端连接，所述电阻R5的第二端通过电阻R4与电源输入端IN连接，所述电阻R5的第二端还通过二极管D1与电源输出端OUT连接，所述电源输入端IN还通过电阻R1与PMOS管Q1的栅极连接。

本发明还提供一种非标POE供电器，所述非标POE供电器包括如上任一实施例所述的短路保护电路。

上述非标POE供电器，即当非标POE供电器连接的产品的电路出现短路现象时，能够将电源输入端和电源输出端之间断开，关断电源，避免了非标POE供电器连接的产品的电路出现短路现象时，容易导致产品损坏的问题。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种短路保护电路，其特征在于，包括：第一电子开关和开关控制电路，其中，所述开关控制电路包括充电子电路和开关子电路；所述开关子电路包括第二电子开关和电阻R5，所述第二电子开关的控制端与所述电阻R5的第一端连接，所述电阻R5的第二端用于通过电阻R4与电源输入端连接，所述电阻R5的第二端还与二极管D1的正极连接，所述二极管D1的负极用于与电源输出端连接，所述第二电子开关的第一端与所述第一电子开关的控制端连接，所述第二电子开关的第二端用于接地；

所述充电子电路的第一端用于通过电阻R1与电源输入端连接，所述充电子电路的第一端还与所述第一电子开关的控制端连接，所述充电子电路的第二端用于接地；

所述第一电子开关的第一端用于与电源输入端连接，所述第一电子开关的第二端用于与电源输出端连接；

其中，所述电源输入端为POE供电输入端，所述电源输出端为POE供电输出端。

2.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述充电子电路包括串联的电容C1和电阻R3。

3.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述第一电子开关的控制端通过电阻R2分别与所述充电子电路的第一端和所述第二电子开关的第一端连接。

4.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述第二电子开关的控制端还用于通过电阻R6接地。

5.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述第一电子开关为MOS管。

6.根据权利要求5所述的短路保护电路，其特征在于，所述第一电子开关为PMOS管，所述PMOS管的栅极分别与所述充电子电路的第一端以及所述第二电子开关的第一端连接，所述PMOS管的源极用于与所述电源输入端连接，所述PMOS管的漏极用于与所述电源输出端连接。

7.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述第二电子开关为三极管。

8.根据权利要求7所述的短路保护电路，其特征在于，所述第二电子开关为NPN三极管，所述NPN三极管的基极与所述电阻R5的第一端连接，所述NPN三极管的集电极与所述第一电子开关的控制端连接，所述NPN三极管的发射极用于接地。

9.根据权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述二极管D1的负极用于通过电感与电源输出端连接。