CN104062996B - 电流调节电路、以太网供电系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种电流调节电路，包括多个电流调节单元，每一电流调节单元用于调节对应以太网供电端口的输出电流，每一电流调节单元包括采样单元、均值转换单元、电流综合单元、比较单元、电压转换单元。本发明还提供一种以太网供电系统及方法。上述电流调节电路、以太网供电系统及方法通过实时采样并调整每一以太网供电端口的输出电流，达到并联使用多个以太网端口对终端设备供电时的最大功率输出，满足较大功率终端设备的功率需求。

Description

电流调节电路、以太网供电系统及方法

技术领域

本发明涉及一种电流调节电路，尤其涉及一种应用在以太网供电系统及方法的电流调节电路。

背景技术

以太网供电(Power over Ethernet，PoE)是指在现有以太网布线基础架构不做任何改动的情况下，在为一些基于IP(Internet Protocol，IP)的终端传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。

现有以太网供电端口提供的供电方案最多只能提供25.5W的功率，而无法满足一些较大功率的设备的功率需求，而采用多个PoE端口利用多条PoE线材并联使用对较大功率设备供电，由于每条PoE线材阻抗不同所产生的线材上电流不能相等，此时将无法达到并联使用时最大功率输出。

发明内容

有鉴于此，需提供一种电流调节电路，其能达到多个以太网供电端口并联使用时最大功率输出。

此外，还需提供一种以太网供电系统，其能达到多个以太网供电端口并联使用时最大功率输出。

此外，还需提供一种以太网供电方法，其能达到多个以太网供电端口并联使用时最大功率输出。

本发明实施方式提供的一种电流调节电路，用于将多个以太网供电端口并联以驱动终端设备，所述电流调节电路包括多个电流调节单元，所述多个电流调节单元与所述多个以太网端口一一对应，每一电流调节单元用于调节对应以太网供电端口的输出电流，每一电流调节单元包括采样单元、均值转换单元、电流综合单元、比较单元、电压转换单元。所述采样单元与对应以太网供电端口电性连接，用于根据所述以太网供电端口的输出电流输出采样电流。所述均值转换单元与所述采样单元电性连接，用于对所述采样单元输出的采样电流进行转换并输出均值电流。所述电流综合单元与所述均值转换单元电性连接，用于对所述均值转换单元输出的均值电流进行综合转换并输出参考电流信号。所述比较单元与所述均值转换单元及所述电流综合单元电性连接，用于比较所述均值转换单元输出的均值电流与所述电流综合单元输出的参考电流信号并输出比较信号。所述电压转换单元与所述比较单元及所述采样单元电性连接，用于根据所述比较单元输出的比较信号调节所述以太网供电端口的输出电流。

优选地，所述电流调节单元还包括反馈单元，电性连接于所述比较单元与所述电压转换单元之间，用于根据所述比较单元输出的比较信号输出反馈信号，所述电压转换单元还用于根据所述反馈信号调节所述以太网供电端口的输出电流。

优选地，所述反馈单元包括第一二极管、第一电阻、第二电阻及第三电阻。所述第一二极管的负极电性连接于所述比较单元。所述第一电阻一端电性连接于所述第一二极管的正极，另一端电性连接于所述电压转换单元的第一端。所述第二电阻一端电性连接于所述电压转换单元的第二端，另一端电性连接于所述第一电阻与所述电压转换单元的公共端。所述第三电阻一端电性连接于所述第一电阻与所述第二电阻的公共端，另一端接地。

优选地，所述电流调节单元还包括隔离单元，所述隔离单元电性连接于所述均值转换单元与所述比较单元之间，用于隔离所述均值转换单元输出的均值电流与所述电流综合单元输出的参考电流信号。

优选地，所述隔离单元为第一二极管，所述第一二极管正极电性连接于所述均值转换单元，负极电性连接于所述比较单元。

优选地，所述采样单元包括感应线圈、第一电容、第二电容。所述感应线圈输入端电性连接于所述以太网供电端口与所述电压转换单元之间，输出端电性连接于所述均值转换单元感应线圈。所述第一电容一端电性连接于所述以太网供电端口与感应线圈之间，另一端接地。所述第二电容一端电性连接于所述感应线圈与所述电压转换单元之间，另一端接地。

优选地，所述以太网供电端口包括以太网供电端口之标准类型控制器，所述均值转换单元包括微积分单元、双模切换单元。所述微积分单元电性连接于所述采样单元及所述比较单元，用于对所述采样单元输出的采样电流进行转换，以输出均值电流。所述双模切换单元电性连接于所述微积分单元及所述以太网供电端口之标准类型控制器，用于根据所述以太网供电端口之标准类型控制器输出的以太网供电端口标准类型指示信号以调整所述微积分单元输出的均值电流。

优选地，所述微积分单元包括第一电阻、第二电阻、第一电容。所述第一电阻一端电性连接于所述采样单元，另一端电性连接于所述比较单元。所述第二电阻一端电性连接于所述第一电阻的另一端，另一端接地。所述第一电容一端电性连接于所述第一电阻的另一端，另一端接地。所述双模切换单元包括光耦传感器、第三电阻。所述光耦传感器输入端电性连接于所述以太网供电端口之标准类型控制器，输出端电性连接于所述第一电阻的另一端与地之间。所述第三电阻电性连接于所述光耦传感器输出端与所述第一电阻的另一端之间

优选地，所述均值转换单元还包括温度补偿单元，用于电性连接所述微积分单元，用于根据环境温度调整所述微积分单元输出的均值电流。

优选地，所述温度补偿单元包括第一温度补偿单元、第二温度补偿单元，所述第一温度补偿单元为第一热敏电阻，所述第一热敏电阻与所述第一电阻并联连接，所述第二温度补偿单元为第二热敏电阻，所述第二热敏电阻与所述第二电阻并联连接。

优选地，所述均值转换单元还包括整流单元，用于电性连接于所述采样单元及所述微积分单元之间，用于对所述采样单元输出的采样电流进行整流。

优选地，所述整流单元为第一二极管，所述第一二极管正极电性连接于所述采样单元，负极电性连接于所述第一电阻的一端。

优选地，所述比较单元包括比较器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻。所述比较器包括正向输入端、反向输入端及输出端，所述比较器输出端电性连接于所述电压转换单元。所述第一电阻一端电性连接于所述均值转换单元，另一端电性连接于所述比较器的正向输入端。所述第二电阻一端电性连接于所述第一电阻的另一端，另一端接地。所述第三电阻一端电性连接于所述电流综合单元，另一端电性连接于所述比较的反向输入端。所述第四电阻一端电性连接于所述第三电阻的另一端，另一端接地。

优选地，所述电流综合单元包括第一电阻、第一电容、第二电阻。所述第一电阻一端电性连接于所述均值转换单元，另一端电性连接于所述比较单元。所述第二电阻一端电性连接于所述第一电阻与所述比较单元的公共端。所述第一电容一端电性连接于所述第二电阻的另一端，另一端接地。

优选地，所述电压转换单元包括脉冲宽度调制控制器、变压器、电子开关元件、第一电容、第一二极管、第一电阻。所述脉冲宽度调制控制器用于根据所述比较单元输出的比较信号输出脉冲宽度调制信号，以调节所述电压转换单元的输入电压，以调节所述以太网供电端口的输出电流。所述变压器输入端电性连接于所述采样单元与地之间，输出端包括高压端、低压端。所述电子开关元件包括控制极、第一电极、第二电极，所述控制极电性连接于所述脉冲宽度调制控制器，所述第一电极电性连接于所述变压器的输入端，所述第二电极接地。所述第一电容一端电性连接于所述变压器输出端的高压端，另一端电性连接于所述变压器输出端的低压端。所述第一二极管正极电性连接于所述变压器输出端的高压端，负极电性连接于所述第一电容的一端。所述第一电阻与所述第一电容并联连接。

本发明实施方式提供一种以太网供电系统，包括多个以太网供电端口、终端设备及电流调节电路。所述电流调节电路包括多个电流调节单元，所述多个电流调节单元与所述多个以太网端口一一对应，每一电流调节单元用于调节对应以太网供电端口的输出电流，每一电流调节单元包括采样单元、均值转换单元、电流综合单元、比较单元、电压转换单元。所述采样单元与对应以太网供电端口电性连接，用于根据所述以太网供电端口的输出电流输出采样电流。所述均值转换单元与所述采样单元电性连接，用于对所述采样单元输出的采样电流进行转换并输出均值电流。所述电流综合单元与所述均值转换单元电性连接，用于对所述均值转换单元输出的均值电流进行综合转换并输出参考电流信号。所述比较单元与所述均值转换单元及所述电流综合单元电性连接，用于比较所述均值转换单元输出的均值电流与所述电流综合单元输出的参考电流信号并输出比较信号。所述电压转换单元与所述比较单元及所述采样单元电性连接，用于根据所述比较单元输出的比较信号调节所述以太网供电端口的输出电流。

优选地，所述以太网供电系统还包括或门二极管，所述或门二极管包括输入端、输出端，所述输入端电性连接于所述多个电流调节单元，所述输出端电性连接于所述终端设备，用于将所述多个电流调节单元输出电流汇集，以对终端设备供电。

本发明实施方式提供一种以太网供电方法，用于以太网供电系统中，用于将多个以太网供电端口并联以驱动终端设备，所述以太网供电系统包括多个电流调节单元，每一所述电流调节单元均包括采样单元、均值转换单元、电流综合单元、比较单元、电压转换单元。所述以太网供电方法包括：所述采样单元根据所述以太网供电端口的输出电流输出采样电流；所述均值转换单元对所述采样单元输出的采样电流进行转换并输出均值电流；所述电流综合单元对所述均值转换单元输出的均值电流进行综合转换并输出参考电流信号；所述比较单元比较所述均值转换单元输出的均值电流与所述电流综合单元输出的参考电流信号并输出比较信号；所述电压转换单元根据所述比较单元输出的比较信号调节所述以太网供电端口的输出电流。

优选地，所述均值转换单元包括微积分单元、双模切换单元，所述均值转换单元对所述采样单元输出的采样电流进行转换并输出均值电流的步骤包括：所述微积分单元对所述采样单元输出的采样电流进行转换，以输出均值电流；所述双模切换单元根据所述以太网供电端口之标准类型控制器输出的以太网供电端口标准类型指示信号以调整所述微积分单元输出的均值电流。

优选地，所述均值转换单元还包括温度补偿单元，所述均值转换单元对所述采样单元输出的采样电流进行转换并输出均值电流的步骤还包括：所述温度补偿单元根据环境温度调整所述微积分单元输出的均值电流。

优选地，所述电流调节单元还包括反馈单元，所述电压转换单元根据所述比较单元输出的比较信号调节所述以太网供电端口的输出电流的步骤包括：所述反馈单元根据所述比较单元输出的比较信号输出反馈信号；所述电压转换单元根据所述反馈单元输出的反馈信号调节所述以太网供电端口的输出电流。

本发明实施方式提供一种电流调节电路，用于将多个以太网供电端口并联以驱动终端设备，其特征在于，所述电流调节电路包括多个电流调节单元，所述多个电流调节单元与所述多个以太网端口一一对应，每一电流调节单元用于调节对应以太网供电端口的输出电流，每一电流调节单元包括采样单元、模数转换器、微控制单元、电压转换单元。采样单元用于电性连接对应以太网供电端口，用于根据所述以太网供电端口的输出电流输出采样电流。模数转换器用于电性连接所述采样单元，用于将所述采样单元输出的采样电流转换成数字电流信号。微控制单元用于电性连接所述模数转换器，用于将所述模数转换器输出的数字电流信号转换为均值电流，并对所述均值电流进行综合转换以得到参考电流信号，后比较所述均值电流与所述参考电流信号以输出比较信号。电压转换单元用于电性连接所述微控制单元及所述采样单元，用于根据所述微控制单元输出的比较信号调节所述以太网供电端口的输出电流。

优选地，所述微控制单元还根据所述以太网供电端口之标准类型控制器输出的以太网供电端口标准类型指示信号调整所述均值电流。

优选地，所述电流调节单元还包括温度检测单元，用于电性连接所述模数转换器，用于将环境温度信号转换为电信号并传送至所述模数转换器，所述微控制单元还用于根据所述环境温度信号调整所述均值电流。

本发明实施方式提供一种以太网供电系统，包括多个以太网供电端口、终端设备及电流调节电路。所述电流调节电路包括多个电流调节单元，所述多个电流调节单元与所述多个以太网端口一一对应，每一电流调节单元用于调节对应以太网供电端口的输出电流，每一电流调节单元包括采样单元、模数转换器、微控制单元、电压转换单元。采样单元用于电性连接对应以太网供电端口，用于根据所述以太网供电端口的输出电流输出采样电流。模数转换器用于电性连接所述采样单元，用于将所述采样单元输出的采样电流转换成数字电流信号。微控制单元用于电性连接所述模数转换器，用于将所述模数转换器输出的数字电流信号转换为均值电流，并对所述均值电流进行综合转换以得到参考电流信号，后比较所述均值电流与所述参考电流信号以输出比较信号。电压转换单元用于电性连接所述微控制单元及所述采样单元，用于根据所述微控制单元输出的比较信号调节所述以太网供电端口的输出电流。

优选地，所述以太网供电系统还包括或门二极管，所述或门二极管包括输入端、输出端，所述输入端电性连接于所述多个电流调节单元，所述输出端电性连接于所述终端设备，用于将所述多个电流调节单元输出电流汇集，以对终端设备供电。本发明实施方式提供一种以太网供电方法，用于以太网供电系统中，用于将多个以太网供电端口并联以驱动终端设备，所述以太网供电系统包括多个电流调节单元，每一所述电流调节单元均包括采样单元、模数转换器、微控制单元、电压转换单元，所述以太网供电方法包括：所述采样单元根据所述以太网供电端口的输出电流输出采样电流；所述模数转换器将所述采样单元输出的采样电流转换成数字电流信号；所述微控制单元将所述模数转换器输出的数字电流信号转换为均值电流，并对所述均值电流进行综合转换以得到参考电流信号，后比较所述均值电流与所述参考电流信号以输出比较信号；所述电压转换单元根据所述微控制单元输出的比较信号调节所述以太网供电端口的输出电流。

优选地，所述微控制单元将所述模数转换器输出的数字电流信号转换为均值电流的步骤包括：所述微控制单元将所述模数转换器输出的数字电流信号转换为均值电流并根据所述以太网供电端口之标准类型控制器输出的以太网供电端口标准类型指示信号调整所述均值电流。

优选地，所述电流调节单元还包括温度检测单元，所述微控制单元将所述模数转换器输出的数字电流信号转换为均值电流的步骤包括：所述微控制单元将所述模数转换器输出的数字电流信号转换为均值电流并根据所述温度检测单元输出的环境温度信号调整所述均值电流。

上述电流调节电路、以太网供电系统及方法通过实时采样并调整每一以太网供电端口的输出电流，达到并联使用多个以太网端口对终端设备供电时的最大功率输出，满足较大功率终端设备的功率需求。

附图说明

图1为本发明一实施方式中电流调节电路与以太网供电系统的模块图。

图2为本发明一实施方式中以太网供电系统的另一模块图。

图3为本发明一实施方式中以太网供电系统的电路图。

图4为本发明一实施方式中以太网供电系统的又一模块图。

图5为本发明一实施方式中以太网供电方法的流程图。

图6为本发明一实施方式中以太网供电方法的另一流程图。

图7为本发明一实施方式中以太网供电方法的又一流程图。

主要元件符号说明

以太网供电端口 10a、10b

标准类型控制器 10aa、10bb

电流调节电路 20

电流调节单元 20a、20b、20c、20d

终端设备 30

采样单元 201a、201b

均值转换单元 202a、202b

电流综合单元 203a、203b

比较单元 204a、204b

反馈单元 205a、205b

电压转换单元 206a、206b

隔离单元 207a、207b

模数转换器 208a、208b

微控制单元 209a、209b

温度检测单元 210a、210b

或门二极管 22

第一至第十三电阻 R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13

第一至第四二极管 D1、D2、D3、D4

感应线圈 Q1

光耦传感器 Q2

电子开关元件 Q3

第一至第五电容 C1、C2、C3、C4、C5

第一至第二热敏电阻 RT1、RT2

变压器 T1

比较器 U1

脉冲宽度调制控制器 U2

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

图1为本发明电流调节电路20与以太网供电系统一实施方式的模块图。在本实施方式中，以太网供电系统包括多个以太网供电端口10a、10b(在本实施方式中，仅以两个为例，但是不以两个为限，可以包含少于或多于两个以太网供电端口)，电流调节电路20及终端设备30，实现利用多个以太网供电端口10a、10b并联连接对终端设备30供电。在本实施方式中，以太网供电端口10a、10b系通过不同长度或不同阻抗的电线对应连接至供电端设备(Power Sourcing Equipment，PSE)的端口，电流调节电路20包括多个电流调节单元20a、20b，每一电流调节单元20a、20b一一对应电性连接于每一以太网供电端口10a、10b，换言之，电流调节单元20a、20b的数量与以太网供电端口10a、10b的数量相等。在其他的实施方式中，以太网供电端口10a、10b及电流调节电路20也可设在终端设备30中。

图2详解了本发明另一实施方式中多个电流调节单元20a、20b的模块图。在本实施方式中，终端设备30的输入电流等于每一电流调节单元20a、20b输出电流之和。在本实施方式中，每一电流调节单元20a、20b之间的电路图与工作原理相似。故以下将以电流调节单元20a做详细介绍。

电流调节单元20a包括采样单元201a、均值转换单元202a、电流综合单元203a、比较单元204a、电压转换单元206a。采样单元201a与以太网供电端口10a电性连接，根据以太网供电端口10a的输出电流输出采样电流。均值转换单元202a与采样单元201a电性连接，对采样单元201a输出的采样电流进行转换并输出均值电流。电流综合单元203a与均值转换单元202a电性连接，用于接收参考电流信号。比较单元204a与均值转换单元202a及电流综合单元203a电性连接，通过比较均值转换单元202a输出的均值电流与电流综合单元203a输出的参考电流信号并输出比较信号。电压转换单元206a与比较单元204a及采样单元201a电性连接，根据比较单元204a输出的比较信号调节以太网供电端口10a的输出电流。

作为本发明一实施方式的进一步改进，电流调节单元20a还包括反馈单元205a，电性连接于比较单元204a与电压转换单元206a之间，根据比较单元204a输出的比较信号输出反馈信号。电压转换单元206a还用于根据反馈单元205a输出的反馈信号调节以太网供电端口10a的输出电流。

作为本发明一实施方式的进一步改进，电流调节单元20a还包括隔离单元207a，电性连接于均值转换单元202a与比较单元204a之间，用于隔离均值转换单元202a输出的均值电流与电流综合单元203a输出的参考电流信号，避免两者之间互相影响。

作为本发明一实施方式的进一步改进，以太网供电系统还包括或门二极管22，包括输入端、输出端。或门二极管22的输入端电性连接于多个电流调节单元20a、20b，或门二极管22的输出端电性连接于终端设备30。多个电流调节单元20a、20b通过或门二极管22实现将所输出之电流汇集并对终端设备30供电。

图3详解了本发明一实施方式中电流调节电路20的电路图。在本实施方式中，电流调节电路20包括多个电流调节单元20a、20b，每一电流调节单元20a、20b之间的电路图与工作原理相似。故以下将以电流调节单元20a做详细介绍。采样单元201a包括第一电容C1、第二电容C2、感应线圈Q1。感应线圈Q1包括第一线圈、第二线圈。第一线圈为感应线圈Q1的输入端，第二线圈为感应线圈Q1的输出端。第一线圈的第一端电性连接于以太网供电端口10a，第二端电性连接于电压转换单元206a。第二线圈的第一端电性连接于均值转换单元202a，第二端接地。第一电容C1一端电性连接于以太网供电端口10a与感应线圈Q1的第一线圈的第一端，另一端接地。第二电容C2一端电性连接于感应线圈Q1的第一线圈的第二端与电压转换单元206a，另一端接地。第一电容C1、第二电容C2用于对以太网供电端口10a输出电流进行滤波。感应线圈Q1对以太网供电端口10a输出电流进行采样并传送至均值转换单元202a。

需要注意的是，可以依照实际情况调整采样电流与以太网供电端口10a输出电流的比例大小，也即通过调整第一线圈与第二线圈的匝数比来调整采样单元201a输出的采样电流与以太网供电端口10a输出电流的比例大小。在本发明的其他实施方式中，也可用采样电阻替代感应线圈Q1进行电流采样，同时采样单元201a即使省略第一电容C1和/或第二电容C2也可以正常工作。

均值转换单元202a包括第二二极管D2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一热敏电阻RT1、第二热敏电阻RT2、光耦传感器Q2、第三电容C3。第一电阻R1一端电性连接于采样单元201a，另一端电性连接于隔离单元207a。第二二极管D2正极电性连接于采样单元201a,负极电性连接于第一电阻R1的一端。第二电阻R2一端电性连接于第一电阻R1的另一端，另一端接地。第一热敏电阻RT1与第一电阻R1并联。第二热敏电阻RT2与第二电阻R2并联。光耦传感器Q2包括输入端、输出端，光耦传感器Q2输入端为发射部，内包含有发光二极管，光耦传感器Q2输出端为接收部，内包含有光电三极管，光耦传感器Q2输入端与输出端通过光进行耦合，通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现信号的传送。光耦传感器Q2的两个输入端与以太网供电端口10a之标准类型控制器10aa电性连接，光耦传感器Q2的第一输出端电性连接于第三电阻R3，第二输出端接地。第三电阻R3电性连接于第一电阻R1与光耦传感器Q2的第一输出端之间。第三电容C3一端电性连接于隔离单元207a，另一端接地。第一电阻R1、第二电阻R2及第三电容C3构成微积分单元，将采样单元201a采样并输出的交流电流经过微积分运算转换为均值电流并输出。第三电阻R3与光耦传感器Q2构成双模调节单元，根据不同的以太网供电端口10a之标准类型来调整微积分单元输出的均值电流，以太网供电端口10a之标准类型控制器10aa对太网供电端口10a输出进行IEEE802.3AT/AF(Institute of Electrical and Electronics Engineers，美国电气及电子工程师学会)模式切换，在本实施方式中，以太网供电端口10a为IEEE802.3AT模式时，以太网供电端口10a之标准类型控制器10aa控制光耦传感器Q2处于导通状态，以太网供电端口10a为IEEE802.3AF模式时，以太网供电端口10a之标准类型控制器10aa控制光耦传感器Q2处于截止状态。第一热敏电阻RT1、第二热敏电阻RT2构成温度补偿单元，通过侦测环境温度来调整第一热敏电阻RT1、第二热敏电阻RT2的阻值，从而调整微积分单元输出的均值电流，即实现通过环境温度来调整微积分单元输出的均值电流，减小因温度过高造成微积分单元转换的偏移误差。

隔离单元207a为第一二极管D1，第一二极管D1正极电性连接于均值转换单元202a，负极电性连接于电流综合单元203a及比较单元204a。通过设置隔离单元207a，比较单元204a可正确比较均值转换单元202a输出的均值电流与电流综合单元203a输出的参考电流信号，避免均值转换单元202a输出的均值电流与电流综合单元203a的输出的参考电流相互间产生影响。

电流综合单元203a包括第四电容C4、第八电阻R8、第九电阻R9。第八电阻一端电性连接于第一二极管D1的负极，另一端电性连接于比较单元204a。第九电阻R9一端电性连接于第八电阻的另一端，另一端电性连接于电流调节单元20b。第四电容C4一端电性连接于第九电阻R9的另一端，另一端接地。第四电容C4、第八电阻R8、第九电阻R9构成转换电路，用于将均值转换单元202a输出的均值电流及电流调节单元20b中的均值转换单元202b输出的均值电流进行综合转换以输出参考电流信号并传送至比较单元204a。通过调节第八电阻R8、第九电阻R9的阻值可以调节均值转换单元202a输出的均值电流与电流综合单元203a输出的参考电流信号之间相差的阈值，使比较单元204a输出比较信号。例如，可以通过不同需求或设计具体设置第八电阻R8、第九电阻R9的阻值，使均值电流与参考电流信号之间相差值大于或等于0.5时，比较单元204a输出比较信号，否则比较单元204a无比较信号输出。

需要注意的是，由于在本实施方式中是以两个以太网供电端口10a、10b为例，故，对应的电流综合单元203a、203b亦为两个，每一电流综合单元203a、203b亦电性连接在一起，实现每一以太网供电端口10a、10b输出电流与多个以太网供电端口10a、10b输出电流的最大值做比较。对于三个或三个以上的以太网供电端口，电流综合单元203a、203b亦电性连接在一起，故此处不再详述。

比较单元204a包括比较器U1、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7。比较器U1包括正向输入端、反向输入端及输出端，比较器U1输出端经由反馈单元205a电性连接于电压转换单元206a。第四电阻R4一端电性连接于第一二极管D1的负极，另一端电性连接于比较器U1的正向输入端。第五电阻R5一端电性连接于第四电阻R4的另一端，另一端接地。第六电阻R6一端电性连接于第八电阻R8与第九电阻R9的公共节点，另一端电性连接于比较器U1的反向输入端。第七电阻R7电性连接于比较器U1的反向输入端与地之间。第四电阻R4与第六电阻R6的阻值相等，第五电阻R5与第七电阻R7的阻值相等。当均值转换单元202a输出的均值电流大于电流综合单元203a输出的参考电流信号，比较器U1输出高电平信号，否则输出低电平信号。在本实施方式中，通过比较单元204a来实现以太网供电端口10a与多个以太网供电端口10a、10b的输出电流进行比较并得出比较结果。

反馈单元205a包括第三二极管D3、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12。第三二极管D3正极电性连接于第十电阻R10，负极电性连接于比较器U1输出端。第十电阻R10一端电性连接于第三二极管D3正极，另一端电性连接于电压转换单元206a。第十一电阻R11一端电性连接于电压转换单元206a，另一端电性连接于第十电阻R10的另一端。第十二电阻R12一端电性连接于第十一电阻R11的另一端，另一端接地。当比较器U1输出高电平时，第十二电阻R12一端的电压为第一固定值，当比较器U1输出低电平时，由于第三二极管D3负极电性连接于比较器U1，正极通过第十电阻R10与第十二电阻R12一端电性连接，第十电阻R10与第十二电阻R12转变成并联关系，此时第十二电阻R12一端的电压转变为第二固定值。通过第十二电阻R12一端的电压值变化形成反馈信号并传送至电压转换单元206a。

电压转换单元206a包括脉冲宽度调制控制器U2、变压器T1、电子开关元件Q3、第五电容C5、第四二极管D4、第十三电阻R13。脉冲宽度调制控制器U2根据反馈单元205a输出的反馈信号输出脉冲宽度调制信号，以调节电压转换单元206a的输入电压，以调节以太网供电端口10a的输出电流。变压器T1输入端电性连接于采样单元201a与地之间，输出端包括高压端、低压端。电子开关元件Q3包括控制极、第一电极、第二电极，电子开关元件Q3控制极电性连接于脉冲宽度调制控制器U2，电子开关元件Q3第一电极电性连接于变压器T1的输入端，电子开关元件Q3第二电极接地。第五电容C5一端电性连接于变压器T1输出端的高压端，另一端电性连接于变压器T1输出端的低压端。第四二极管D4正极电性连接于变压器T1输出端的高压端，负极电性连接于第五电容C5的一端。第十三电阻R13与第五电容C5并联连接。在本实施方式中，通过比较器U1输出的比较信号来改变第十二电阻R12一端的电压值，进而脉冲宽度调制控制器U2通过侦测第十二电阻R12一端的电压值变化来产生脉冲宽度调制信号，控制电子开关元件Q3的导通与闭合，从而调节变压器T1输入端的电压，从而调节以太网供电端口10a的输出电流。第四二极管D4与第五电容C5构成整流滤波电路，对变压器T1输出的电压进行整流滤波并通过或门二极管22给终端设备30供电。电子开关元件Q3可为场效应管，也可为晶体三极管。或门二极管22也可用其他的或门电路来替代实现电流信号的叠加。

需要注意的是，由于在本实施方式中是以两个以太网端口10a、10b为例，对于三个或三个以上的以太网供电端口10a、10b，每一以太网供电端口10a、10b对应电性连接的比较单元204a、204b所比较的电流信号为该以太网供电端口10a/10b输出的电流信号与所有以太网供电端口10a、10b输出的电流信号的最大值。换言之，每一以太网供电端口10a、10b的输出电流与所有的以太网供电端口10a、10b的输出电流的最大值做比较，从而使输出电流最大的以太网供电端口10a、10b对应的反馈单元205a、205b无反馈信号输出，进而对应的电压转换单元206a、206b输入端无电压调节，从而使其输出电流保持不变。而其余的以太网供电端口10a、10b与之相反，通过调节对应电性连接的电压转换单元206a、206b输入端的电压，从而调节该些以太网供电端口10a、10b的输出电流，以使每一以太网供电端口10a、10b的输出电流相等，实现并联使用多个以太网端口10a、10b对终端设备30供电时的最大功率输出。

电流调节电路20通过多个电流调节单元20a、20b对多个以太网供电端口10a、10b间的输出电流进行采样与比较得出最大值，保持最大值的以太网端口10a、10b输出电流不变，调节其余的以太网端口10a、10b的输出电流，使每一以太网供电端口10a、10b的输出电流相等。

图4为本发明又一实施方式中多个电流调节单元20c、20d的模块图。在本实施方式中，每一电流调节单元20c、20d之间的电路图与工作原理完全相似。故以下将以电流调节单元20c做详细介绍。电流调节单元20c包括采样单元201a、电压转换单元206a、模数转换器208a、微控制单元209a、温度检测单元210a。在本实施方式中，采样单元201a及电压转换单元206a与图2中的采样单元201a及电压转换单元206a相似，因此不再详述。模数转换器208a将采样单元201a输出的采样电流转换成数字电流信号,以使微控制单元209a能够读取采样单元201a输出的采样电流。微控制单元209a将模数转换器208a输出的数字电流信号转换为均值电流，并对均值电流进行综合转换以得到参考电流信号，然后比较均值电流与参考电流信号以输出比较信号并传送至电压转换单元206a。

作为本发明的进一步改进，微控制单元209a还根据以太网供电端口10a之标准类型控制器10aa输出的以太网供电端口标准类型指示信号调整均值电流。

作为本发明的进一步改进，电流调节单元20c还包括温度检测单元210a，电性连接于模数转换器208a，温度检测单元210a将检测到的环境温度信号转换为电信号并传送至模数转换器208a，微控制单元209a还用于根据转换后的环境温度信号调整均值电流。温度检测单元210a可以为常用的将温度信号转换为电信号的温度检测技术，如：热敏电阻，因此不再详述。

作为本发明一实施方式的进一步改进，以太网供电系统还包括或门二极管22，包括输入端、输出端。或门二极管22的输入端电性连接于多个电流调节单元20c、20d，或门二极管22的输出端电性连接于终端设备30。多个电流调节单元20c、20d通过或门二极管22实现将所输出之电流汇集并对终端设备30供电。

图5为本发明一实施方式中以太网供电方法的流程图。首先，在步骤S5000中，采样单元201a根据以太网供电端口10a的输出电流进行采样并输出采样电流。在步骤S5001中，均值转换单元202a对采样单元201a输出的采样电流进行转换以输出均值电流。在步骤S5002中，电流综合单元203a对均值转换单元202a输出的均值电流进行综合转换以输出参考电流信号。在步骤S5003中，比较单元204a比较均值转换单元202a输出的均值电流与电流综合单元203a输出的参考电流信号并根据比较结果输出比较信号。在步骤S5004中，电压转换单元206a根据比较单元204a输出的比较信号来调节以太网供电端口的输出电流。

图6为本发明另一实施方式中以太网供电方法的流程图。本实施方式流程图中的步骤S6000、S6002、S6003与图5中流程图的步骤S5000、S5002、S5003一一对应相似，因而不再详述。在步骤S60010中，微积分单元(由图3中第一电阻R1、第二电阻R2及第三电容C3构成)对采样单元201a输出的采样电流进行转换，以输出均值电流。在步骤S60012中，双模切换单元根据以太网供电端口10a之标准类型控制器10aa输出的以太网供电端口标准类型指示信号来调整微积分单元输出的均值电流。在步骤S60014中，温度补偿单元(由图3中第一热敏电阻RT1与第二热敏电阻RT2构成)根据环境温度来调整微积分单元输出的均值电流。在步骤S60040中，反馈单元205a根据比较单元204a输出的比较信号输出反馈信号。在步骤S60042中，电压转换单元206a根据反馈单元205a输出的反馈信号来调节以太网供电端口的输出电流。

图7为本发明又一实施方式中以太网供电方法的流程图。在本实施方式流程图中的步骤S7000、S7006与图5中流程图步骤S5000、S5004一一对应相似，因而不再详述。在步骤S7001中，模数转换器208a将采样单元201a输出的采样电流转换成数字电流信号。在步骤S7002中，微控制单元209a将模数转换器208a输出的数字电流信号转换为均值电流，在步骤S7003中，微控制单元209a根据以太网供电端口10a之标准类型控制器10aa输出的以太网供电端口标准类型指示信号调整均值电流。在步骤S7004中，微控制单元209a根据温度检测单元210a输出的环境温度信号调整均值电流。在步骤S7005中，微控制单元209a对均值电流进行综合转换并得到参考电流信号，最后再比较均值电流与参考电流信号以输出比较结果的比较信号。

上述电流调节电路、以太网供电系统及方法通过实时采样并调整每一以太网供电端口的输出电流，达到并联使用多个以太网端口对终端设备供电时的最大功率输出，满足较大功率终端设备的功率需求。

Claims (26)

1.一种电流调节电路，用于将多个以太网供电端口并联以驱动终端设备，其特征在于，所述电流调节电路包括多个电流调节单元，所述多个电流调节单元与所述多个以太网供电端口一一对应，每一电流调节单元用于调节对应以太网供电端口的输出电流，每一电流调节单元包括：

采样单元，用于电性连接对应以太网供电端口，用于根据所述以太网供电端口的输出电流输出采样电流；

均值转换单元，用于电性连接所述采样单元，用于对所述采样单元输出的采样电流进行转换并输出均值电流；

电流综合单元，用于电性连接所述均值转换单元，用于对所述均值转换单元输出的均值电流进行综合转换并输出参考电流信号；

比较单元，用于电性连接所述均值转换单元及所述电流综合单元，用于比较所述均值转换单元输出的均值电流与所述电流综合单元输出的参考电流信号并输出比较信号；及

电压转换单元，用于电性连接所述比较单元及所述采样单元，用于根据所述比较单元输出的比较信号调节所述以太网供电端口的输出电流；

其中，所述每一电流调节单元中的电流综合单元皆电性连接在一起，以将所述每一以太网供电端口的输出电流与所述多个以太网供电端口输出电流的最大值做比较。

2.如权利要求1所述的电流调节电路，其特征在于，所述电流调节单元还包括反馈单元，用于电性连接于所述比较单元与所述电压转换单元之间，用于根据所述比较单元输出的比较信号输出反馈信号，所述电压转换单元还用于根据所述反馈信号调节所述以太网供电端口的输出电流。

3.如权利要求2所述的电流调节电路，其特征在于，所述反馈单元包括：

第三二极管，负极电性连接于所述比较单元；

第十电阻，一端电性连接于所述第三二极管的正极，另一端电性连接于所述电压转换单元的第一端；

第十一电阻，一端电性连接于所述电压转换单元的第二端，另一端电性连接于所述第十电阻与所述电压转换单元的公共端；及

第十二电阻，一端电性连接于所述第十电阻与所述第十一电阻的公共端，另一端接地。

4.如权利要求1所述的电流调节电路，其特征在于，所述电流调节单元还包括隔离单元，所述隔离单元电性连接于所述均值转换单元与所述比较单元之间，用于隔离所述均值转换单元输出的均值电流与所述电流综合单元输出的参考电流信号。

5.如权利要求4所述的电流调节电路，其特征在于，所述隔离单元为第一二极管，所述第一二极管正极电性连接于所述均值转换单元，负极电性连接于所述比较单元。

6.如权利要求1所述的电流调节电路，其特征在于，所述采样单元包括：

感应线圈，输入端电性连接于所述以太网供电端口与所述电压转换单元之间，输出端电性连接于所述均值转换单元；

第一电容，一端电性连接于所述以太网供电端口与感应线圈之间，另一端接地；及

第二电容，一端电性连接于所述感应线圈与所述电压转换单元之间，另一端接地。

7.如权利要求1所述的电流调节电路，其特征在于，所述以太网供电端口包括以太网供电端口之标准类型控制器，所述均值转换单元包括：

微积分单元，用于电性连接所述采样单元及所述比较单元，用于对所述采样单元输出的采样电流进行转换，以输出均值电流；及

双模切换单元，用于电性连接所述微积分单元及所述以太网供电端口之标准类型控制器，用于根据所述以太网供电端口之标准类型控制器输出的以太网供电端口标准类型指示信号以调整所述微积分单元输出的均值电流。

8.如权利要求7所述的电流调节电路，其特征在于，

所述微积分单元包括：

第一电阻，一端电性连接于所述采样单元，另一端电性连接于所述比较单元；

第二电阻，一端电性连接于所述第一电阻的另一端，另一端接地；及

第三电容，一端电性连接于所述第一电阻的另一端，另一端接地；

所述双模切换单元包括：

光耦传感器，输入端电性连接于所述以太网供电端口之标准类型控制器，输出端电性连接于所述第一电阻的另一端与地之间；及

第三电阻，电性连接于所述光耦传感器输出端与所述第一电阻的另一端之间。

9.如权利要求8所述的电流调节电路，其特征在于，所述均值转换单元还包括温度补偿单元，用于电性连接所述微积分单元，用于根据环境温度调整所述微积分单元输出的均值电流。

10.如权利要求9所述的电流调节电路，其特征在于，所述温度补偿单元包括第一温度补偿单元、第二温度补偿单元，所述第一温度补偿单元为第一热敏电阻，所述第一热敏电阻与所述第一电阻并联连接，所述第二温度补偿单元为第二热敏电阻，所述第二热敏电阻与所述第二电阻并联连接。

11.如权利要求7所述的电流调节电路，其特征在于，所述均值转换单元还包括整流单元，用于电性连接于所述采样单元及所述微积分单元之间，用于对所述采样单元输出的采样电流进行整流。

12.如权利要求11所述的电流调节电路，其特征在于，所述整流单元为第二二极管，所述第二二极管正极电性连接于所述采样单元，负极电性连接于所述微积分单元。

13.如权利要求1所述的电流调节电路，其特征在于，所述比较单元包括：

比较器，包括正向输入端、反向输入端及输出端，所述比较器输出端电性连接于所述电压转换单元；

第四电阻，一端电性连接于所述均值转换单元，另一端电性连接于所述比较器的正向输入端；

第五电阻，一端电性连接于所述第四电阻的另一端，另一端接地；

第六电阻，一端电性连接于所述电流综合单元，另一端电性连接于所述比较器的反向输入端；及

第七电阻，一端电性连接于所述第六电阻的另一端，另一端接地。

14.如权利要求1所述的电流调节电路，其特征在于，所述电流综合单元包括：

第八电阻，一端电性连接于所述均值转换单元，另一端电性连接于所述比较单元；

第九电阻，一端电性连接于所述第八电阻与所述比较单元的公共端；及

第四电容，一端电性连接于所述第九电阻的另一端，另一端接地。

15.如权利要求1所述的电流调节电路，其特征在于，所述电压转换单元包括：

脉冲宽度调制控制器，用于根据所述比较单元输出的比较信号输出脉冲宽度调制信号，以调节所述电压转换单元的输入电压，以调节所述以太网供电端口的输出电流；

变压器，输入端电性连接于所述采样单元与地之间，输出端包括高压端、低压端；

电子开关元件，包括控制极、第一电极、第二电极，所述控制极电性连接于所述脉冲宽度调制控制器，所述第一电极电性连接于所述变压器的输入端，所述第二电极接地；

第五电容，第一端电性连接于所述变压器输出端的高压端，第二端电性连接于所述变压器输出端的低压端；

第四二极管，正极电性连接于所述变压器输出端的高压端，负极电性连接于所述第五电容的第一端；及

第十三电阻，与所述第五电容并联连接。

16.一种以太网供电系统，其特征在于，包括：

多个以太网供电端口；

终端设备；及

如权利要求1-15项中任一项所述之电流调节电路。

17.如权利要求16所述的以太网供电系统，其特征在于，还包括或门二极管，所述或门二极管包括输入端、输出端，所述输入端电性连接于所述多个电流调节单元，所述输出端电性连接于所述终端设备，用于将所述多个电流调节单元输出电流汇集，以对所述终端设备供电。

18.一种以太网供电方法，用于以太网供电系统中，用于将多个以太网供电端口并联以驱动终端设备，所述以太网供电系统包括多个电流调节单元，每一所述电流调节单元均包括采样单元、均值转换单元、电流综合单元、比较单元、电压转换单元，其特征在于，所述以太网供电方法包括：

所述采样单元根据所述以太网供电端口的输出电流输出采样电流；

所述均值转换单元对所述采样单元输出的采样电流进行转换并输出均值电流；

所述电流综合单元对所述均值转换单元输出的均值电流进行综合转换并输出参考电流信号；

所述比较单元比较所述均值转换单元输出的均值电流与所述电流综合单元输出的参考电流信号并输出比较信号；及

所述电压转换单元根据所述比较单元输出的比较信号调节所述以太网供电端口的输出电流；

其中，所述每一电流调节单元中的电流综合单元皆电性连接在一起，以将所述每一以太网供电端口的输出电流与所述多个以太网供电端口输出电流的最大值做比较。

19.如权利要求18所述的以太网供电方法，其特征在于，所述均值转换单元包括微积分单元、双模切换单元，所述均值转换单元对所述采样单元输出的采样电流进行转换并输出均值电流的步骤包括：所述微积分单元对所述采样单元输出的采样电流进行转换，以输出均值电流；所述双模切换单元根据所述以太网供电端口之标准类型控制器输出的以太网供电端口标准类型指示信号调整所述微积分单元输出的均值电流。

20.如权利要求19所述的以太网供电方法，其特征在于，所述均值转换单元还包括温度补偿单元，所述均值转换单元对所述采样单元输出的采样电流进行转换并输出均值电流的步骤还包括：所述温度补偿单元根据环境温度调整所述微积分单元输出的均值电流。

21.如权利要求18所述的以太网供电方法，其特征在于，所述电流调节单元还包括反馈单元，所述电压转换单元根据所述比较单元输出的比较信号调节所述以太网供电端口的输出电流的步骤包括：所述反馈单元根据所述比较单元输出的比较信号输出反馈信号；所述电压转换单元根据所述反馈单元输出的反馈信号调节所述以太网供电端口的输出电流。

22.一种电流调节电路，用于将多个以太网供电端口并联以驱动终端设备，其特征在于，所述电流调节电路包括多个电流调节单元，所述多个电流调节单元与所述多个以太网供电端口一一对应，每一电流调节单元用于调节对应以太网供电端口的输出电流，每一电流调节单元包括：

采样单元，用于电性连接对应以太网供电端口，用于根据所述以太网供电端口的输出电流输出采样电流；

模数转换器，用于电性连接所述采样单元，用于将所述采样单元输出的采样电流转换成数字电流信号；

微控制单元，用于电性连接所述模数转换器，用于将所述模数转换器输出的数字电流信号转换为均值电流，并对所述均值电流进行综合转换以得到参考电流信号，然后比较所述均值电流与所述参考电流信号以输出比较信号；及

电压转换单元，用于电性连接所述微控制单元及所述采样单元，用于根据所述微控制单元输出的比较信号调节所述以太网供电端口的输出电流；

其中，所述每一电流调节单元中的微控制单元根据环境温度信号或根据所述以太网供电端口之标准类型控制器输出的以太网供电端口标准类型指示信号调整所述均值电流，以对所述均值电流进行所述综合转换。

23.如权利要求22所述的电流调节电路，其特征在于，所述每一电流调节单元还包括温度检测单元，所述温度检测单元电性连接所述模数转换器，用于将所述环境温度信号转换为电信号并传送至所述模数转换器。

24.一种以太网供电系统，其特征在于，包括：

多个以太网供电端口；

终端设备；及

如权利要求22-23项中任一项所述之电流调节电路。

25.如权利要求24所述的以太网供电系统，其特征在于，还包括或门二极管，所述或门二极管包括输入端、输出端，所述输入端电性连接于所述多个电流调节单元，所述输出端电性连接于所述终端设备，用于将所述多个电流调节单元输出电流汇集，以对所述终端设备供电。

26.一种以太网供电方法，用于以太网供电系统中，用于将多个以太网供电端口并联以驱动终端设备，所述以太网供电系统包括多个电流调节单元，每一所述电流调节单元均包括采样单元、模数转换器、微控制单元、电压转换单元，温度检测单元，其特征在于，所述以太网供电方法包括：

所述采样单元根据所述以太网供电端口的输出电流输出采样电流；

所述模数转换器将所述采样单元输出的采样电流转换成数字电流信号；

所述微控制单元将所述模数转换器输出的数字电流信号转换为均值电流，并对所述均值电流进行综合转换以得到参考电流信号，然后比较所述均值电流与所述参考电流信号以输出比较信号；

所述电压转换单元根据所述微控制单元输出的比较信号调节所述以太网供电端口的输出电流；

所述温度检测单元电性连接所述模数转换器，用于将环境温度信号转换为电信号并传送至所述模数转换器；

其中，所述每一电流调节单元中的微控制单元根据所述每一电流调节单元中的温度检测单元输出的所述环境温度信号或根据所述以太网供电端口之标准类型控制器输出的以太网供电端口标准类型指示信号调整所述均值电流，以对所述均值电流进行所述综合转换。