CN103118307B - 基于pon设备的节电控制电路 - Google Patents
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Abstract
一种基于PON设备节电设计的控制电路及其实现方法，三极管Q3的基级连接到PON设备光模块光接受指示信号，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3集电极与3.3V电源连接，三极管Q3集电极与三极管Q2的基极连接，并控制三极管Q2的开关状态；三极管Q2的发射极直接与3.3V电源连接，三极管Q2的集电极与三极管Q4的基极连接以控制三极管Q4的开关状态；三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极与MOS管Q1第一脚连接并控制MOS管Q1的开关状态；MOS管Q1的第二脚（源极）接12V电源，MOS管Q1的第三脚（漏极）输出给PON设备供电。本发明通过控制电路开关，在光模块没有接收到光时，关断设备，节约电能；同时保护设备，也减少了安全隐患，另外，若使用者不能上网且设备自动关电，可帮助使用者及时发现并定位异常。
Description
技术领域
本发明涉及电子产品的节能技术领域，具体涉及一种基于PON设备的节电控制电路。
背景技术
PON（PassiveOpticalNetwork）即无源光纤网络，具体是指（光配线网）中不含有任何电子器件及电子电源，ODN全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端（OLT），一级一批配套的安装于用户场所的光网络单元（ONUs）。在OLT与ONU之间的光配线网（ODN）包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。
目前的PON产品，在没有光的时候，虽然用户也就无法通过PON设备上网，但是PON设备（如图1所示）第8PIN（SD）会输出低电平，但是PON设备依旧会开机工作，这样实际会很浪费我们宝贵的能源-电能。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于PON设备的节电控制电路，该设备在PON设备没有接收到光网络信号的情况下，会将设备关机，不仅节能省电，还可以保护PON设备，同时也减少安全隐患，解决了现有技术中存在的技术问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于PON设备节电设计的控制电路，包括三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4和MOS管Q1，上述的三极管Q3的基级连接到PON设备的光模块信号输出部分，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3集电极与3.3V电源连接，上述的三极管Q3与三极管Q2的基极连接，并控制三极管Q2的开关状态；三极管Q2的发射极直接与3.3V电源连接，三极管Q2的集电极与三极管Q4的基极连接以控制三极管Q4的开关状态；上述的三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极与MOS管Q1第一脚连接并控制MOS管Q1的开关状态；上述的MOS管Q1的第二脚接12V电源，MOS管Q1的第三脚输出给PON设备供电。
作为优选，上述的12V电源连接电阻R1，电阻R5和C4并联后再与电阻R1连接，上述的12V电源通过电阻R1对C4充电，同时电阻R1和电阻R5形成的分压电路使MOS管Q1的第一脚电压在三极管Q4关断时稳定在12V。
作为优选，上述的MOS管Q1的第三脚与开关SW1连接。
作为优选，上述的三极管Q3的基级通过电阻R6连接到PON设备的光模块信号输出部分。
作为优选，上述的三极管Q3集电极通过电阻R3与3.3V电源连接。
作为优选，上述的三极管Q3的集电极也通过电阻R4与三极管Q2的基极连接。
作为优选，上述的三极管Q2的集电极通过电阻R7与三极管Q4的基极连接。
作为优选，上述的三极管Q4的集电极通过电阻R2与MOS管Q1第一脚连接。
作为优选，上述的12V电源连接有电容C1和电容C2并联组成的控制充放电的电路，上述的控制充放电的电路接地。
作为优选，上述的三极管Q2的集电极还与储能电容C5连接，上述的储能电容C5同时接地。
本发明还包括基于PON设备节电设计的控制电路的自动控制方法，包括如下内容：
步骤1：开启节电功能；
步骤2：当DC12V_IN无输入的时候，由于电阻R5接地，使得VE=0V；
DC12V_IN开始输入的时候：DC12V_IN通过R1对C4充电，同时VE由0V慢慢升高，由于充电时间很慢，在VE还未升高到使MOS管Q1截止的电压时，光模块开始工作；
步骤3：
当PON设备正常工作后，如果PON设备的光模块部分有接收到光信号，则RX-SD输出高电平，使得三极管Q3打开，同时打开三极管Q2，使3.3V对储能电容C5充电，由于充电电流IcB很大，故对储能电容C5充电时间极短，使VC快速变为高电平，然后打开三极管Q4，将VE拉低到9V，使将MOS管Q1的栅源电压Vgs=3V，将MOS管Q1打开，12V保持正常输出；
或当PON设备正常工作后，如果光模块没有接收到光信号，则RX-SD输出低电平，使得三极管Q3关断，使VB=3.3V导致三极管Q2关断，使储能电容C5上的电通过电阻R7放电，当放电电压VC低于约0.7V的时候，三极管Q4关断，VE电压将变为：12*1M/(10K+1M)≈12V，导致MOS管Q1关断，即将12V输入断开；
或当PON设备正常工作后，如果光模块没有接收到光，但在放电电压VC电压降为0.7V之前恢复光接收，则VC快速升高，三极管Q4保持导通，12V保持正常输出；
步骤4：如果PON设备持续一定的时间都无法接收到光，则12V将关断，如果用户想使用此PON设备上网时，需要手动将DC12V_IN重新关断再开启一次，如果发现设备还是无法接收到光信息，则需要检查设备的光上行通路是否正常；
上述的VB为三极管Q2处的基极电压，上述的VC为三极管Q2的集电极电压，上述的VE为电阻R5电压。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过控制电路开关，在光模块没有接收到光时，关断设备，节约电能；同时保护设备，也减少了安全隐患，帮助使用者及时发现异常。
附图说明
图1为PON产品光模块部分应用电路图；
图2为本发明最优实施例的电路原理图。
具体实施方式
下面对本发明对本发明的最优实施例作进一步阐述。
如图2所示，本发明的最优实施例主要由以下器件组成：
开关一个（用户可通过开关自行选择是否使用此节电功能）、多颗电阻（用来调节控制电流以及充放电时间）、电容(主要用来调节充放电时间)、三极管3个（用来做控制电路开关）以及一个MOS管Q1（用来做12V的开关）组合起来实现。
具体来说，本发明是一种基于PON设备节电设计的控制电路，包括三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4和MOS管Q1，上述的三极管Q3的基级通过电阻R6连接到PON设备的光模块信号输出部分，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3集电极通过电阻R3与3.3V电源连接，上述的三极管Q3的集电极也通过电阻R4与三极管Q2的基极连接，并控制三极管Q2的开关状态；三极管Q2的发射极直接与3.3V电源连接，三极管Q2的集电极通过电阻R7与三极管Q4的基极连接以控制三极管Q4的开关状态；上述的三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极通过电阻R2与MOS管Q1第一脚连接并控制MOS管Q1的开关状态；上述的MOS管Q1的第二脚接12V电源，MOS管Q1的第三脚输出给PON设备供电，MO管Q1的第三脚同时也与开关SW1连接以，由开关SW1来控制是否使用本发明的节电控制电路。上述的12V电源连接电阻R1，电阻R5和C4并联后再与电阻R1连接，上述的12V电源通过电阻R1对C4充电，同时电阻R1和电阻R5形成的分压电路使MOS管Q1的第一脚电压在三极管Q4关断时稳定在12V左右。上述的12V电源连接有电容C1和电容C2并联组成的控制充放电的电路，上述的控制充放电的电路接地。上述的三极管Q2的集电极还与储能电容C5连接，上述的储能电容C5同时接地。
下面再来详细描述一下本发明的最优实施例的实现方法及过程。
下面内容中的VB为三极管Q2处的基极电压，VC为三极管Q2的集电极电压，VE为电阻R5电压。
1、将SW1按下，开启节电功能；
2、DC12V_IN（12V电源）无输入的时候，由于电阻R5接地，使得VE=0V。
3、DC12V_IN开始输入的时候：DC12V_IN通过R1对C4充电，同时VE由0V慢慢升高，由于充电时间很慢，在VE还未升高到使MOS管Q1截止的电压时，光模块就已经开始工作（实际测量中，12V上电后约2s，光模块RX-SD脚输出就已经稳定)；
4、当PON设备正常工作后，如果PON设备的光模块部分有接收到光信号，则RX-SD输出高电平，使得三极管Q3打开，同时打开三极管Q2，使3.3V对储能电容C5充电，由于充电电流IcB很大，故对储能电容C5充电时间极短，使VC快速变为高电平，然后打开三极管Q4，将VE拉低到9V，使将MOS管Q1的栅源电压Vgs=3V，将MOS管Q1打开，12V保持正常输出；
5、当PON设备正常工作后，如果光模块没有接收到光信号，则RX-SD输出低电平，使得三极管Q3关断，使VB=3.3V导致三极管Q2关断，使储能电容C5上的电通过电阻R7放电，当放电电压VC低于约0.7V的时候，三极管Q4关断，VE电压将变为：12*1M/(10K+1M)≈12V，导致MOS管Q1关断，即将12V输入断开；
6、当PON设备正常工作后，如果光模块没有接收到光，但在放电电压VC电压降为0.7V之前恢复光接收，则VC快速升高，三极管Q4保持导通，12V保持正常输出；
7、如果PON设备持续一定的时间都无法接收到光，则12V将关断，如果用户想使用此PON设备上网时，需要手动将DC12V_IN重新关断再开启一次，如果发现设备还是无法接收到光信息，则需要检查设备的光上行通路是否正常（例如：光纤是否脱落，OLT局端是否停止服务等），所以此节电功能也将帮助用户及时发现光网络异常并尽快修复以恢复正常使用。
Claims (8)
1.一种基于PON设备节电设计的控制电路，包括三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4和MOS管Q1，其特征在于：所述的三极管Q3的基级连接到PON设备的光模块信号输出部分，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3集电极与3.3V电源连接，所述的三极管Q3与三极管Q2的基极连接，并控制三极管Q2的开关状态；三极管Q2的发射极直接与3.3V电源连接，三极管Q2的集电极与三极管Q4的基极连接以控制三极管Q4的开关状态；所述的三极管Q4的发射极接地，三极管Q4的集电极与MOS管Q1第一脚连接并控制MOS管Q1的开关状态；所述的MOS管Q1的第二脚接12V电源，MOS管Q1的第三脚输出给PON设备供电；所述的12V电源连接电阻R1，电阻R5和C4并联后再与电阻R1连接，所述的12V电源通过电阻R1对C4充电，同时电阻R1和电阻R5形成的分压电路使MOS管Q1的第一脚电压在三极管Q4关断时稳定。
2.根据权利要求1所述的基于PON设备节电设计的控制电路，其特征在于：所述的MOS管Q1的第三脚与开关SW1连接。
3.根据权利要求1所述的基于PON设备节电设计的控制电路，其特征在于：所述的三极管Q3的基级通过电阻R6连接到PON设备的光模块信号输出部分。
4.根据权利要求1所述的基于PON设备节电设计的控制电路，其特征在于：所述的三极管Q3集电极通过电阻R3与3.3V电源连接。
5.根据权利要求1所述的基于PON设备节电设计的控制电路，其特征在于所述的三极管Q3通过电阻R4与三极管Q2的基极连接。
6.根据权利要求1所述的基于PON设备节电设计的控制电路，其特征在于所述的三极管Q2的集电极通过电阻R7与三极管Q4的基极连接。
7.根据权利要求1所述的基于PON设备节电设计的控制电路，其特征在于所述的三极管Q4的集电极通过电阻R2与MOS管Q1第一脚连接。
8.根据权利要求1所述的基于PON设备节电设计的控制电路，其特征在于：所述的12V电源连接有电容C1和电容C2并联组成的控制充放电的电路，所述的控制充放电的电路接地；所述的三极管Q2的集电极还与储能电容C5连接，所述的储能电容C5同时接地。
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