CN107070668B - 一种供电电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种供电电路，包括与储能电路连接的第一供电输入电路、位于储能电路与供电输出电路之间的开关电路、位于储能电路与开关电路之间的开关使能电路、位于储能电路与供电输出电路之间的第一阻断电路，位于第二供电输入电路与供电输出电路之间的第二阻断电路；第一供电输入电路以及第二供电输入电路向供电输出电路进行供电；开关使能电路控制开关电路的工作状态；第二阻断电路阻断第一供电输入电路向第二供电电路输出；第一阻断电阻断第二供电输入电路向第一供电输入电路储能电路充电，第一供电输入电路的电压大于第二供电输入电路的电压。实现了第一供电输入电路与第二供电输入电路之间的无缝切换，实现了第一供电输入电路优先供电。

Description

一种供电电路

技术领域

本发明涉及电源切换技术领域，尤其涉及一种供电电路。

背景技术

目前在GPON/EPON(Gigabit-Capable Passive Optical Network/EthernetPassive Optical Network)光通信接入网领域的ONU(OpticalNetwork Unit，光纤网络单元)设备的48V电源供电中，较常用的有24V本地供电和以太网供电(POE，Power overEthernet)两种方式，大部分设备都只采用其中的一种供电方式。POE(Power OverEthernet)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等)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。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。一个完整的POE系统包括供电端设备(PSE，PowerSourcing Equipment)和受电端设备(PD，PoweredDevice)两部分，PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备，同时也是整个POE以太网供电过程的管理者；PD设备是接受供电的PSE负载，即POE系统的客户端设备。

在现有技术中，在有POE交换机的情况下使用POE供电，否则使用24V交流供电，两者同时供电就会存在优先级问题，即要保证优先从本地供电，并且还需要保证当本地电源断电后能自动切换到POE电源，不会引起任何业务中断。但是现有技术中存在的技术无法实现24V供电与POE供电的无缝切换。

发明内容

本发明提供一种供电电路，用于解决现有技术中现有技术中存在的技术无法实现24V供电与POE供电的无缝切换的问题。

本发明实施例提供一种供电电路，包括：

与储能电路连接的第一供电输入电路、位于所述储能电路与供电输出电路之间的开关电路、位于所述储能电路与所述开关电路之间的开关使能电路、位于所述第一供电输入电路与所述供电输出电路之间的第一阻断电路，位于第二供电输入电路与所述供电输出电路之间的第二阻断电路；

所述第一供电输入电路，用于通过所述储能电路经所述开关电路向所述供电输出电路进行供电；

所述开关使能电路，用于根据所述储能电路的储能状态来控制所述开关电路的工作状态；

所述第二供电输入电路，用于经所述第二阻断电路向所述供电输出电路进行供电；

所述第二阻断电路，用于在所述第一供电输入电路向所述供电输出电路进行供电时阻断第一供电输入电路向所述第二供电电路输出；

所述第一阻断电路，用于在所述第二供电输入电路向所述供电输出电路进行供电时阻断所述第二供电输入电路向所述第一供电输入电路充电，其中所述第一供电输入电路的电压大于所述第二供电输入电路的电压。

进一步地，所述电路还包括：位于所述开关电路与所述供电输出电路之间的EMI滤波电路；

所述第一供电输入电路和所述第二供电输入电路均经过EMI滤波电路向所述供电输出电路进行供电；

所述EMI滤波电路用于阻断在电路中产生的无用的电磁频谱，减小电磁干扰。

进一步地，所述供电输出电路包括隔离变换器和输出电容；

所述隔离变换器位于所述EMI滤波电路与所述输出电容之间。

进一步地，所述电路还包括：

位于所述第一供电输入电路与所述第一阻断电路之间的放电电路；

所述放电电路，用于对所述第二供电输入电路经过所述第一阻断电路后产生的漏电流进行放电处理。

进一步地，所述储能电路的储能状态为储能未完成状态时，所述第一供电输入电路输出第一限流电流；所述储能电路的储能状态为储能完成状态时，所述第一供电输入电路输出第二限流电流，其中所述第二限流电流大于所述第一限流电流。

进一步地，所述储能电路为储能电容，所述储能电容的第一端与所述第一供电输入电路相连，所述储能电容的第二端与所述开关电路的第一端相连，所述开关电路的第二端接地。

进一步地，所述储能电容为固态电容。

进一步地，所述开关使能电路与所述储能电容并联；

所述开关使能电路包括串联的第一下拉电阻以及第二下拉电阻；

所述第一下拉电阻与所述第二下拉电阻之间的节点与所述开关电路的第一端相连，并与所述第一供电输入电路相连。

进一步地，所述开关电路为金属氧化物半导体场效应晶体管MOS。

进一步地，所述第一供电输入电路包括：PSE输入电路，整流电路，第一输入控制电路；

所述PSE输入电路，用于对所述第一输入控制电路进行识别，并在识别所述第一输入控制电路后，为所述第一输入控制电路提供输入电压。

本发明实施例中，开关使能电路根据储能电路的储能状态来控制开关电路的工作状态，第一供电输入电路对储能电路充电完成后，开关使能电路打开开关电路，以使第一供电输入电路对输出电路进行供电；实现了第一供电输入电路与低于第一供电输入电路电压的第二供电输入电路之间的无缝切换，且能够使第一供电输入电路优先供电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种供电电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种供电电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种供电电路的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种供电电路的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种供电电路的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种供电电路的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种供电电路的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种供电电路的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种供电电路的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的一种供电电路的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种供电电路的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的一种供电电路的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种供电电路，如图1所示，包括：

第一供电输入电路101，第二供电输入电路102，储能电路103，开关使能电路104，开关电路105，供电输出电路106，第一阻断电路107以及第二阻断电路108。

第一供电输入电路101与储能电路103连接，开关电路105位于储能电路103与供电输出电路106之间，开关使能电路104位于储能电路103与开关电路105之间，第一阻断电路107位于第一供电输入电路101与供电输出电路106之间，第二阻断电路108位于第二供电输入电路102与供电输出电路106之间。

第一供电输入电路101，用于通过储能电路103经开关电路105向供电输出电路106进行供电；开关使能电路104，用于根据储能电路103的储能状态来控制开关电路105的工作状态；第二供电输入电路102，用于经第二阻断电路108向供电输出电路106进行供电；第二阻断电路108，用于在第一供电输入电路101向供电输出电路106进行供电时阻断第一供电输入电路101向第二供电输入电路102输出；第一阻断电路107，用于在第二供电输入电路102向供电输出电路106进行供电时阻断第二供电输入电路102向第一供电输入电路101充电，其中第一供电输入电路101的电压大于第二供电输入电路102的电压。

在本发明实施例中，开关电路105的状态有两种，一种为闭合状态，即第一供电输入电路101不再向供电输出电路106输出电压；一种为开启状态，即第一供电输入电路101向供电输出电路106输出电压。

在本发明实施例中，在第二供电输入电路102对供电输出电路106提供输出电压时，插入第一供电输入电路101后，第一供电输入电路101开始对储能电路103进行充电，开关使能电路104监控储能电路103的储能状态，若开关使能电路104确定储能电路103的储能状态为已充满时，则开关使能电路104使能开关电路105为开启状态，使第一供电输入电路101向供电输出电路106输出电压。

由于第一供电输入电路101的电压大于第二供电输入电路102，所以在第一供电输入电路101对供电输出电路106输出电压时，第二阻断电路108第二供电输入电路102向供电输出电路106输出电压，实现了第一供电输入电路101与第二供电输入电路102之间的无缝切换。

在本发明实施例中，如图2所示，供电电路还包括EMI滤波电路109；EMI滤波电路109位于开关电路105与供电输出电路106之间，第一供电输入电路101和第二供电输入电路102均经过EMI滤波电路109向供电输出电路106进行供电；EMI滤波电路109用于阻断在电路中产生的无用的电磁频谱，减小EMI电磁干扰。

在本发明实施例中，如图3所示，供电输出电路106包括隔离变换器1061以及输出电容1062，隔离变换器1061位于EMI滤波电路109以及输出电容1062之间。隔离变换器1061用于进行电气隔离，输出电容1062用于将半波整流出的方波滤成直流。

在本发明实施例中，如图4所示，供电电路还包括放电电路110，放电电路110位于第一供电输入电路101与第一阻断电路107之间，放电电路110用于对第二供电输入电路102经过所述第一阻断电路107后产生的漏电流进行放电处理。

在本发明实施例中，在储能电路103的储能状态为未完成状态时，第一供电输入电路101输出第一限流电流，当储能电路103的储能状态为储能完成状态时，第二供电输入电路102输出第二限流电流，其中，第二限流电流大于第一限流电流。

在本发明实施例中，首先输出小电流，然后再输出较大的电流，既可以减少供电瞬间的冲击电流，也可以在开关电路105为开启状态后，为供电输出电路106提供足够大的电流。

可选的，在本发明实施例中，第一限流电流不大于135mA，第二限流电流不大于760mA。

在本发明实施例中，如图5所示，储能电路103为储能电容，储能电容的第一端10301与第一供电输入电路101相连，储能电容的第二端10302与开关电路105的第一端10501相连，开关电路105的第二端10502接地。

可选的，在本发明实施例中，储能电容103为固态电容，避免低温情况下电解电容容量减少的问题。

在本发明实施例中，如图6所示，开关使能电路104与储能电路103并联，且开关使能电路104包括串联的第一下拉电阻10401以及第二下拉电阻10402，第一下拉电阻10401与第二下拉电阻10402之间的节点10403与开关电路105的第一端10501相连，且与第一供电输入电路101连接，以便能够获取第一供电输入电路101中的power good(PG)信号。

可选的，在本发明实施例中，开关电路105为金属氧化物半导体场效应晶体管MOS，开关电路105有三端，且开关电路105的第一端与节点10403相连，MOS管根据三端的电压变化实现MOS管的开启或者关闭。

可选的，在本发明实施例中，如图7所示，开关电路105为NMOS管，NMOS管的第一端10501与节点10403相连。可选的，节点10403为PG脚，当储能电路103充电未完成时，PG脚10403拉低电流，以使NMOS管的第一端10501的电压降低，所以NMOS管不能打开；若储能电路103充电完成后，PG脚10403不再拉低电流，则NMOS管的第一端10501的电压升高，所以NMOS管打开。

可选的，在本发明实施例中，第一供电输入电路101为POE电路，第二供电输入电路为24V电路。

可选的，在本发明实施例中，如图8所示，第一供电输入电路101包括PSE输入电路10101，整流电路10102，第一输入控制电路10103；PSE输入电路10101，用于对第一输入控制电路10103进行识别，并在识别第一输入控制电路10103后，为第一输入控制电路10103提供输入电压。

可选的，在本发明实施例中，当第一供电输入电路101为POE供电、第二供电输入电路102为24V供电时，且由24V供电向POE供电进行切换时，PSE输入电路10101首先对第一输入控制电路10103进行识别，且PSE输入电路10101在第一输入控制电路10103有效识别后，提供第一限流电流。

可选的，当第一供电输入电路101为POE供电时，第一阻断电路107与整流电路10102的第二端连接，整流电路10102的第一端与PSE输入电路10101相连，第一下拉电阻10401与第二下拉电阻10402之间的节点10403与第一输入控制电路10103相连。

可选的，如图9所示，第一阻断电路107与第一输入控制电路10103的第一端相连，第二供电输入电路102经过第一阻断电路107后，可能还有部分的遗漏电流，经过放电电路110后，阻止有遗漏电流流向第一输入控制电路10103，以使在PSE输入电路10101对第一输入控制电路10103进行有效识别时，不会产生影响。

可选的，在本发明实施例中，如图10所示，第一阻断电路107为二极管，且二极管的阳极与第一输入控制电路10103相连，第二阻断电路108为二极管，且二极管的阳极与第二供电输入电路102相连。

在本发明实施例中，如图11所示，本发明提供一种供电电路，放电电路110为第一下拉电阻10401以及第二下拉电阻10402，可选的，第一下拉电阻10401的阻值210K，第二下拉电阻10402的阻值为53.6K；

开关使能电路104由第一下拉电阻10401、第二下拉电阻10402以及节点10403构成，其中节点10403为PG脚；

开关电路105为NMOS管，且NMOS管的栅极与节点10403连接，NMOS管的源极与第二下拉电阻10402相连，NMOS管的漏极与EMI滤波电路109相连，其中，EMI滤波电路109包括第一滤波电容1091以及第二滤波电容1092，第一滤波电容1091与第二滤波电容1092之间并联，可选的，第一滤波电容1091的容值为0.01μF，第二滤波电容1092的容值为0.01μF；可选的，可以设置第一滤波电容1091与第二滤波电容1092的容值之和不大于0.3μF

储能电路103为固态电容，电容的一端与第一供电输入电路101连接，另一端接地；可选的，固态电容的容值为47μF；

第一阻断电路107为二极管，二极管的阳极与固态电容连接，阴极与第一滤波电容1091一端相连；

其中，PG脚与图10中的第一输入控制电路10103中的PD芯片相连，PG脚能够在固态电容未充满电时，拉低230μA的电流，以使NMOS的栅极电压降低，关闭NMOS管；在固态电容充满电时，不再拉低电流，从而能够使NMOS的栅极电压增高，打开NMOS管。

本发明实施例中，提供一种供电电路，如图12所示，包括与储能电路连接的第一供电输入电路，第一供电输入电路包括：PSE输入电路，整流电路，第一输入控制电路；供电输出电路包括隔离变换器和输出电容；

开关电路位于储能电路与供电输出电路之间；开关电路与隔离变换器之间连接了EMI滤波电路；第一阻断电路位于整流电路EMI滤波电路之间；放电电路位于第一阻断电路与第一输入控制电路之间；储能电路位于第一输入控制电路与开关电路之间；开关使能电路与储能电路以及开关电路连接；第二阻断电路位于第二供电输入电路与EMI滤波电路之间。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种供电电路，其特征在于，包括：与储能电路连接的第一供电输入电路、位于所述储能电路与供电输出电路之间的开关电路、位于所述储能电路与所述开关电路之间的开关使能电路、位于所述第一供电输入电路与所述供电输出电路之间的第一阻断电路，位于第二供电输入电路与所述供电输出电路之间的第二阻断电路；

所述第一供电输入电路，用于通过所述储能电路经所述开关电路向所述供电输出电路进行供电；

所述开关使能电路，用于根据所述储能电路的储能状态来控制所述开关电路的工作状态；

所述第二供电输入电路，用于经所述第二阻断电路向所述供电输出电路进行供电；

所述第二阻断电路，用于在所述第一供电输入电路向所述供电输出电路进行供电时阻断第一供电输入电路向所述第二供电输入电路输出；

所述第一阻断电路，用于在所述第二供电输入电路向所述供电输出电路进行供电时阻断所述第二供电输入电路向所述第一供电输入电路充电，其中所述第一供电输入电路的电压大于所述第二供电输入电路的电压；

在第二供电输入电路对供电输出电路提供输出电压时，插入第一供电输入电路后，第一供电输入电路开始对储能电路进行充电，开关使能电路监控储能电路的储能状态，若开关使能电路确定储能电路的储能状态为已充满时，则开关使能电路使能开关电路为开启状态，使第一供电输入电路向供电输出电路输出电压。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：位于所述开关电路与所述供电输出电路之间的EMI滤波电路；

所述第一供电输入电路和所述第二供电输入电路均经过EMI滤波电路向所述供电输出电路进行供电；

所述EMI滤波电路用于阻断在电路中产生的无用的电磁频谱，减小电磁干扰。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述供电输出电路包括隔离变换器和输出电容；

所述隔离变换器位于所述EMI滤波电路与所述输出电容之间。

4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

位于所述第一供电输入电路与所述第一阻断电路之间的放电电路；

所述放电电路，用于对所述第二供电输入电路经过所述第一阻断电路后产生的漏电流进行放电处理。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述储能电路的储能状态为储能未完成状态时，所述第一供电输入电路输出第一限流电流；所述储能电路的储能状态为储能完成状态时，所述第一供电输入电路输出第二限流电流，其中所述第二限流电流大于所述第一限流电流。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电路，其特征在于，所述储能电路为储能电容，所述储能电容的第一端与所述第一供电输入电路相连，所述储能电容的第二端与所述开关电路的第一端相连，所述开关电路的第二端接地。

7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述储能电容为固态电容。

8.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述开关使能电路与所述储能电容并联；

所述开关使能电路包括串联的第一下拉电阻以及第二下拉电阻；

所述第一下拉电阻与所述第二下拉电阻之间的节点与所述开关电路的第一端相连，并与所述第一供电输入电路相连。

9.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述开关电路为金属氧化物半导体场效应晶体管。

10.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一供电输入电路包括：PSE输入电路，整流电路，第一输入控制电路；

所述PSE输入电路，用于对所述第一输入控制电路进行识别，并在识别所述第一输入控制电路后，为所述第一输入控制电路提供输入电压。

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