CN103399605B - 一种智能远端稳压型poe系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能远端稳压型POE系统，包括电压端，其特征是：所述电压端连接升压芯片的电压输入端Vdc，所述升压芯片的使能引脚EN通过电阻R4连接反馈网络电路，所述升压芯片的接地引脚GND接地，所述反馈网络电路的输出端连接所述升压芯片的基准电压引脚Vref，所述升压芯片的电源输出引脚Vcc连接PSE端接口。本发明采用自动化反馈理论，利用对PD端的输出电压进行反馈，在线路电流允许范围内，PSE端实现自动调节电压输出，保证远端PD端输出电压恒定。且PD端无需进行DC/DC变压，直接输出，降低耗能，提升POE系统效率。
Description
技术领域
本发明涉及POE技术领域，具体地讲，涉及一种智能远端稳压型POE系统。
背景技术
POE(Power Over Ethernet)指的是在现有的以太网在传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电。POE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。目前POE系统主要采取PSE端进行直流电压输出，而在PD端进行DC/DC转换，实现PD端特定的电压输出，例如，PSE输出电压48V，在PD端实现DC/DC转换(由于线路压降，此时PD输入为<48)，输出12V。目前的POE技术，由于在PSE和PD端都进行了电压变换，使得整个系统的转换效率过低。同时，由于需要进行两次电压转换，使得系统成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种智能远端稳压型POE系统，采用反馈测量技术，使得PSE输出电压自动调整，在PD端无需进行电压转换，即可保证PD端的输出稳压恒定。
本发明采用如下技术方案实现发明目的：
一种智能远端稳压型POE系统，包括电压端，其特征是：所述电压端连接升压芯片的电压输入端Vdc，所述升压芯片的使能引脚EN通过电阻R4连接反馈网络电路，所述升压芯片的接地引脚GND接地，所述反馈网络电路的输出端连接所述升压芯片的基准电压引脚Vref，所述升压芯片的电源输出引脚Vcc连接PSE端接口。
作为对本技术方案的进一步限定，所述反馈网络电路包括运算放大器，所述运算放大器负端连接电阻R207,所述电阻R207通过电阻R306连接所述升压芯片的电源输出引脚Vcc，同时还通过电阻R411接地，所述运算放大器正端通过电阻R608连接PD端电压反馈点A，同时还通过电阻R709接地，所述PD端电压反馈点A还连接所述电阻R4，所述运算放大器的输出端还通过电阻R3连接所述升压芯片的基准电压引脚Vref。
作为对本技术方案的进一步限定，所述升压芯片的引脚3通过电感L1连接所述电压端。
作为对本技术方案的进一步限定，所述升压芯片的接地引脚GND和升压芯片的使能引脚EN之间连接有电阻R2.
作为对本技术方案的进一步限定，所述运算放大器负端和输出端之间并接有电阻R101。
作为对本技术方案的进一步限定，所述升压芯片的电压输入端Vdc还通过并联的电解电容C1和电容C2接地。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明采用了升压芯片和运算放大器作为电路的核心处理部分，利用升压芯片的基准电压进行反馈对比，对输出电压进行调节，当基准电压引脚小于基准电压时，升压芯片电源输出引脚电压就会升高，当基准电压引脚高于基准电压时，升压芯片电源输出引脚电压就会降低。升压芯片使能引脚EN是升压芯片工作的使能，当使能引脚EN大于一定电压时，升压芯片工作，反之，升压芯片不工作。POE系统远端测量点测量远端电压后，经PSE端和PD端的连接线缆进行电压反馈，经过PSE端的运算比较，利用ref引脚的基准电压进行比较。本发明采用自动化反馈理论，利用对PD端的输出电压进行反馈，在线路电流允许范围内，PSE端实现自动调节电压输出，保证远端PD端输出电压恒定。且PD端无需进行DC/DC变压，直接输出，降低耗能，提升POE系统效率。
附图说明
图1为本发明的PSE和PD之间通过线缆连接方框图。
图2为本发明的原理方框图。
图3为本发明优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和优选实施例对本发明作更进一步的详细描述。
参见图1、图2和图3，本发明包括电压端DC，所述电压端连接DC/DC升压芯片的引脚4，所述DC/DC升压芯片的引脚2通过电阻R4连接反馈网络电路，所述DC/DC升压芯片的引脚1接地，所述反馈网络电路的输出端连接所述DC/DC升压芯片的引脚5，所述DC/DC升压芯片的引脚3连接所述电压端。
所述反馈网络电路包括运算放大器，所述运算放大器负端连接电阻R207,所述电阻R207通过电阻R306连接所述升压芯片的电源输出引脚Vcc，同时还通过电阻R411接地，所述运算放大器正端通过电阻R608连接PD端电压反馈点A，同时还通过电阻R709接地，所述PD端电压反馈点A还连接所述电阻R4，所述运算放大器的输出端还通过电阻R3连接所述升压芯片的基准电压引脚Vref。
所述DC/DC升压芯片的引脚3通过电感L1连接所述电压端。
所述DC/DC升压芯片的引脚1和DC/DC升压芯片的引脚2之间连接有电阻R2.
所述运算放大器负端和输出端之间并接有电阻R101。
所述DC/DC升压芯片的引脚4还通过并联的电解电容C1和电容C2接地。
在本电路中，PSE和PD之间通过线缆连接，且其电阻值根据线缆的长度、规格使得PSE和PD之间的线阻不同，同时，由于负载功率非恒定功率，使得线缆上的电流不是恒定的，为了保证远端PD的输出电压保持恒定，电路会自动调节IC1的电压输出，保证远端PD电压恒定。如下图，其中Vin为IC1的输出电压，为图中C3、C4、C5两端的电压值，而Vr表示线缆上的压降，Vout则表示PD的输出电压。具体见图1，
那么存在以下关系，Vin＝Vout+2*Vr
在线阻保持恒定，负载功率保持恒定时，由于IC1的引脚5的电压为基准电压，为1.25V，此时R306和R411的电阻分压网络中，R411的电压VR411＝Vin*R411/(R411+R306),R709的电压V709＝(Vout+Vr)*R709/(R709+R608),根据运放的特性，此时IC1的引脚ref的电压为Vref＝2*V709-VR411＝2*(Vout+Vr)*R709/(R709+R608)-Vin*R411/(R411+R306)，如果R709＝R411，R306＝R608,设置R709/(R709+R608)＝β，
那么此时，Vref＝β*[2*(Vout+Vr)-Vin]＝β*[2*(Vout+Vr)-(Vout+2*Vr)]＝β*Vout,；例如为了保证输出是12V，取β＝1.25/12，IC1的基准电压为1.25V，即IC1可以调节V5为1.25V，那么，此时的Vout＝12V。
当负载变化时，由于线阻压降变化，Vref变化，而IC1会调节Vref至基准电压，同步的会调节Vin，从而可以调节使得Vout保持在12V。当负载功率变大，线缆电流变大，线阻压降变大，则Vout变小，则Vref变小，IC1的调节会使得Vin变大，则此时，Vout变大，直到Vref变化到IC1的基准电压。同样的，当负载功率变小，线缆电流变小，线阻压降变小，则Vout变大，则Vref变大，IC1的调节会使得Vin变小，则此时，Vout变小，直到Vref变化到IC1的基准电压，使得Vout同步的变化至12V。
当然，输出端的电压是根据电阻比值来进行的，其输出电压的Vout＝Vref/β，而Vref是根据芯片而确定的恒定值，因此，输出电压可以根据β在芯片正常工作范围内来实现一个确定的电压，从而为不同的设备提供远程供电电源。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种智能远端稳压型POE系统，包括电压端，其特征是：所述电压端连接升压芯片的电压输入端Vdc，所述升压芯片的使能引脚EN通过电阻R4连接反馈网络电路，所述升压芯片的接地引脚GND接地，所述反馈网络电路的输出端连接所述升压芯片的基准电压引脚Vref，所述升压芯片的电源输出引脚Vcc连接PSE端接口。
2.根据权利要求1所述的智能远端稳压型POE系统，其特征是：所述反馈网络电路包括运算放大器，所述运算放大器负端连接电阻R207,所述电阻R207通过电阻R306连接所述升压芯片的电源输出引脚Vcc，同时还通过电阻R411接地，所述运算放大器正端通过电阻R608连接PD端电压反馈点A，同时还通过电阻R709接地，所述PD端电压反馈点A还连接所述电阻R4，所述运算放大器的输出端还通过电阻R3连接所述升压芯片的基准电压引脚Vref。
3.根据权利要求2所述的智能远端稳压型POE系统，其特征是：所述升压芯片的引脚3通过电感L1连接所述电压端。
4.根据权利要求1-3之一所述的智能远端稳压型POE系统，其特征是：所述升压芯片的接地引脚GND和升压芯片的使能引脚EN之间连接有电阻R2。
5.根据权利要求2-3之一所述的智能远端稳压型POE系统，其特征是：所述运算放大器负端和输出端之间并接有电阻R101。
6.根据权利要求1-3之一所述的智能远端稳压型POE系统，其特征是：所述升压芯片的电压输入端Vdc还通过并联的电解电容C1和电容C2接地。
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