CN108880828B - 一种供电设备pse及共模差模自适应供电的方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种供电设备PSE及共模差模自适应供电的方法，用以解决现有POE系统中兼容共模、差模供电的方案操作复杂且成本较高的问题。所述PSE包括：低频隔离模块，用于阻断接口模块与RJ45接口、切换模块、高频隔离模块之间的低频信号传输；切换模块，用于接收控制模块输出的控制信号，并根据控制信号调整RJ45接口中连接到电源的引脚，以实现PSE在差模供电模式与共模供电模式之间进行切换；高频隔离模块，用于阻断电源与接口模块、RJ45接口之间的高频信号传输；POE模块，用于对与PSE连接的受电设备PD进行供电控制；控制模块，用于生成控制信号，以及用于获取表示POE模块是否完成供电控制的供电控制结果，并根据供电控制结果控制调整控制信号。

Description

一种供电设备PSE及共模差模自适应供电的方法

技术领域

本发明涉及以太网供电技术领域，尤其涉及一种PSE(Power SourcingEquipment，供电设备)及共模差模自适应供电的方法。

背景技术

POE(Power Over Ethernet，以太网供电)是一种基于网线实现电能传输的技术。在POE供电系统中，包括供电端设备PSE和受电端设备PD(Powered Device，受电设备)两部分。

传统的POE系统，都是采用共模供电的供电模式，图1所示为一种采用共模供电模式的POE系统，该POE系统中PSE提供的电能由RJ45接口的两个引脚对(例如为RJ45标准中定义的引脚3、6与引脚1、2)输入PD，其中一个引脚对上施加的电压为高压，另一个引脚对上施加的电压为低压。

随着技术的发展，出现了一种以单对线传输信号的网络传输形式，即只利用RJ45接口中的一个引脚对(例如为RJ45标准中定义的引脚3、6或引脚1、2)传输数据。伴随着这种单对线网络传输技术的出现，POE供电也出现了差模供电模式，图2所示为一种采用差模供电模式的POE系统，该POE系统中PSE提供的电能由RJ45接口的一个引脚对输入PD，供电的正、负压分别施加在该引脚对的其中一根。

上述的共模供电模式POE系统和差模供电模式POE系统都是比较常见的，但这两种POE系统相互不兼容，也就是说，差模供电模式PSE无法为共模受电PD供电，共模供电模式PSE无法为差模受电PD供电。

为解决这一问题，目前常规的做法是在PSE设备设计如图1所示的共模供电电路，如果要支持共模供电，则直接将共模受电PD连接到该PSE，如图3所示，如果要支持差模供电，则通过连接一个外置的POE共模差模转化设备，将PSE的共模供电转换为差模供电，再由外置的POE共模差模转化设备供电给差模受电PD。

然而，目前采用的这种兼容共模、差模供电的方式，由于需要手动选择连接外置共模差模转换设备，操作较为复杂，而且考虑到外置共模差模转换设备的安装、防水、以及设备本身成本，整体方案成本高。

发明内容

本发明实施例提供一种供电设备PSE及共模差模自适应供电的方法，用以解决现有POE系统中兼容共模、差模供电的方案操作复杂且成本较高的问题。

第一方面，提供一种供电设备PSE，该PSE包括RJ45接口，和用于进行物理层数据收发的接口模块，该PSE还包括低频隔离模块、高频隔离模块、切换模块、以太网供电POE模块和控制模块，其中：

该低频隔离模块与该接口模块、该RJ45接口、该切换模块和该高频隔离模块连接，用于阻断该接口模块与该RJ45接口、该切换模块、该高频隔离模块之间的低频信号传输；

该切换模块与电源、该低频隔离模块、该高频隔离模块、该POE模块和该控制模块连接，用于接收该控制模块输出的控制信号，并根据该控制信号调整该RJ45接口中连接到该电源的引脚，以实现该PSE在差模供电模式与共模供电模式之间进行切换；

该高频隔离模块与该低频隔离模块、该RJ45接口、该切换模块和该POE模块连接，用于阻断该电源与该接口模块、该RJ45接口之间的高频信号传输；

该POE模块与该高频隔离模块、该切换模块和该控制模块连接，用于对与该PSE连接的受电设备PD进行供电控制；

该控制模块与该切换模块和该POE模块连接，用于生成该控制信号，以及用于获取表示该POE模块是否完成供电控制的供电控制结果，并根据该供电控制结果控制调整该控制信号。

在一种可能的实现方式中，该低频隔离模块包括第一变压器T1、第二变压器T2、第一电容C1和第二电容C2，其中：

该第一变压器T1的第一端与该接口模块连接；该第一变压器T1的第二端的两个引脚分别通过该第一电容C1和该第二电容C2，与该RJ45接口的第一引脚对的第一引脚、第二引脚连接；

该第二变压器T2的第一端与该接口模块连接；该第二变压器T2的第二端的两个引脚分别与该RJ45接口的第二引脚对的第三引脚、第四引脚连接，以及，该第二变压器T2的第二端通过该切换模块与该电源连接。

在一种可能的实现方式中，该切换模块包括第一PMOS管Q4、第一NMOS管Q2、电阻R1和第三电容C3，其中：

该第一PMOS管Q4的源极与该电源、该电阻R1的第一端、该第三电容C3的第一端、该第二变压器T2的第二端连接；该第一PMOS管Q4的漏极与该第一NMOS管Q2的漏极连接，以及通过该高频隔离模块与该第一引脚连接；该第一PMOS管Q4的栅极与该控制模块、该第三电容C3的第二端、该电阻R1的第二端、该第一NMOS管Q2的栅极连接；

该第一NMOS管Q2的源极与该POE模块连接，以及通过该高频隔离模块与该第二引脚连接。

在一种可能的实现方式中，该POE模块包括第二NMOS管Q1，和用于实现供电控制的PSE控制器，其中：

该第二NMOS管Q1的源极接地；该第二NMOS管Q1的漏极与该PSE控制器的vout引脚、该第一NMOS管Q2的源极连接，以及通过该高频隔离模块与该第二引脚连接；该第二NMOS管Q1的栅极与该PSE控制器的gate引脚连接；

该PSE控制器通过总线与该控制模块连接。

在一种可能的实现方式中，该高频隔离模块包括第一电感L1和第二电感L2，其中：

该第一电感L1的第一端与该第一PMOS管Q4的漏极、该第一NMOS管Q2的漏极连接；该第一电感L1的第二端与该第一引脚连接；

该第二电感L2的第一端与该第一NMOS管Q2的源极、该第二NMOS管Q1的漏极连接；该第二电感L2的第二端与该第二引脚连接。

在一种可能的实现方式中，该控制模块包括处理器，该处理器与该第一PMOS管Q4的栅极连接，以及通过总线与该POE模块包括的PSE控制器连接。

在一种可能的实现方式中，该控制模块还包括第三NMOS管Q3，该处理器与该第一PMOS管Q4的栅极连接具体为：

该处理器通过该第三NMOS管Q3与该第一PMOS管Q4的栅极连接，其中，该第三NMOS管Q3的源极接地，该第三NMOS管Q3的漏极与该第一PMOS管Q4的栅极连接，该第三NMOS管Q3的栅极与该处理器连接。

第二方面，提供一种共模差模自适应供电的方法，该方法可以应用于如第一方面所述的PSE，该方法包括：

该控制模块向该切换模块输出为第一电平的控制信号；

该切换模块接收该控制信号，并根据该控制信号，调整该RJ45接口中连接到该电源的引脚为与该控制信号的电平类型对应的引脚；

该POE模块进行供电控制，并生成用于表示是否完成供电控制的供电控制结果；

该控制模块获取该供电控制结果，并根据该供电控制结果控制调整该控制信号，其中，若该供电控制结果表示该POE模块完成供电控制，则该控制模块维持该控制信号为该第一电平，否则，该控制模块控制调整该控制信号为第二电平，以切换该PSE的供电模式。

在一种可能的实现方式中，该控制模块控制调整该控制信号为第二电平，包括：

确定从开始输出为第一电平的控制信号起，计时是否到达预设时长；

若否，则该控制模块停止调整该控制信号，重新获取该供电控制结果，并根据重新获取的该供电控制结果控制调整该控制信号。

在一种可能的实现方式中，该POE模块进行供电控制，并生成用于表示是否完成供电控制的供电控制结果，包括：

该POE模块以预设时间间隔反复进行供电控制，并在每一次进行供电控制后更新该供电控制结果。

本发明实施例中，PSE包括RJ45接口、接口模块、低频隔离模块、高频隔离模块、切换模块、POE模块和控制模块，其中，切换模块用于接收控制模块输出的控制信号，并根据控制信号调整RJ45接口中连接到电源的引脚，由于PSE经RJ45接口上的引脚输出电能对PD供电，因而通过切换连接到电源的引脚，能够实现PSE在差模供电模式与共模供电模式间进行切换。

并且，POE模块用于对PSE连接的PD进行供电控制，若供电控制完成则表明PSE当前的供电模式与PD匹配，若供电控制未完成则表明PSE当前的供电模式与PD不匹配或未连接有PD，从而，控制模块可以根据供电控制结果知晓PSE当前的供电模式是否与PD匹配，然后生成相应的控制信号，使切换模块在控制信号的控制下调整RJ45接口中连接到电源的引脚，达到PSE的控制模式与PD匹配的目的，PSE实现共模差模自适应供电。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种共模供电模式的POE系统；

图2为现有技术中一种差模供电模式的POE系统；

图3为现有技术中一种连接外置共模差模转换设备的POE系统；

图4为本发明实施例中一种PSE的结构框图；

图5为本发明实施例中一种PSE与共模受电PD/共模受电PD的连接关系示意图；

图6为本发明实施例中一种PSE的电路结构示意图；

图7为本发明实施例中一种PSE进行差模供电的示意图；

图8为本发明实施例中一种PSE进行共模供电的示意图；

图9为本发明实施例中一种共模差模自适应供电的流程示意图；

图10为本发明实施例中一种控制模块在共模差模自适应供电过程中所执行步骤的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，在不做特别说明的情况下，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

另外，需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。并且，本发明实施例中涉及的“第一引脚”、“第二引脚”、“第三引脚”、“第四引脚”同样仅用于区分描述的目的，而非特指RJ45标准中定义的1号引脚、2号引脚、3号引脚、4号引脚。

实施例一

本发明实施例提供一种PSE。请参见图4、图5，图4所示为本发明实施例中PSE的结构框图，图5所示为本发明实施例中PSE与共模受电PD/共模受电PD的连接关系示意图。该PSE包括RJ45接口、接口模块、低频隔离模块、高频隔离模块、切换模块、POE模块和控制模块。

其中，RJ45接口为网络接口，是用于连接网线的标准接口，PD通过RJ45接口与PSE连接；接口模块用于实现网络物理层数据的收发，接口模块例如为PHY(Physical Layer，物理层)芯片，该接口模块既支持单对线网络传输，又支持传统的多对线网络传输。单对线网络传输对应于差模供电模式，多对线网络传输对应于共模供电模式，也就是说，差模供电模式下供电只需用到RJ45接口中的一个引脚对。在具体的实施过程中，该PSE上的RJ45接口和接口模块可以采用与现有PSE上相同的RJ45接口和接口模块。

下面，分别对低频隔离模块、高频隔离模块、切换模块、POE模块和控制模块进行介绍：

低频隔离模块，与接口模块、RJ45接口、切换模块和高频隔离模块连接，用于阻断接口模块与RJ45接口、切换模块、高频隔离模块之间的低频信号传输。

其中，低频隔离模块的两端可以分别设有两对引脚，其中一端的两对引脚连接到RJ45接口的两个引脚对，例如，连接到RJ45接口上的1、2号和3、6号引脚，低频隔离模块另一端的两对引脚连接到接口模块。

具体来说，低频隔离模块主要用于实现阻断低频信号从RJ45接口侧传入到接口模块侧，具体效果为，对应于RJ45的1、2和3、6这两对信号线上的高频差分信号可以通过低频隔离模块进行双向透传，但低频信号无法传输。并且，1、2和3、6这两对信号线中用于在单对线网络传输时传输信号的一对线，差分直流阻抗理想条件下需要为无穷大，当然实际系统不会有无穷大阻抗，所以通常情况下只要差分直流阻抗较高(如大于100k欧姆)即可。之所以需要较高的直流阻抗，是因为通常情况下单对线传输时，直流供电也需要差模传输，此时差分直流阻抗过小会消耗电能，所以在单对线网络传输的这对线上直流阻抗必须足够大。

与此同时，基于低频隔离模块，两对信号线上的共模信号无论为高频还是低频都无法进行传输，从而实现了在多对线共模POE供电时，阻断电源与接口模块之间的信号传输，避免了电源对接口模块的影响。

高频隔离模块，与低频隔离模块、RJ45接口、切换模块和POE模块连接，用于阻断电源与接口模块、RJ45接口之间的高频信号传输。其中，与切换模块连接的电源可以为图4所示的53V电源，也可以为其它电压的电源。

其中，高频隔离模块与低频隔离模块、RJ45接口连接的一端可以设有两个引脚，该两个引脚连接到RJ45接口上的一个引脚对，也即连接到与该引脚对连接的低频隔离模块上的一对引脚。RJ45接口上的该对引脚对用于实现单对线网络传输，也用于实现差模供电，在具体的实施过程中，该对引脚对可以是RJ45标准中定义的1、2号引脚，也可以是3、6号引脚。

具体来说，高频隔离模块主要用于PSE进行差模供电时，将单对信号线上的高频信号与电源隔离开，避免两者互相影响。在具体的实施过程中，高频隔离模块可以是以电感等器件实现的高通滤波器。

切换模块，与电源、低频隔离模块、高频隔离模块、POE模块和控制模块连接，用于接收控制模块输出的控制信号，并根据控制信号调整RJ45接口中连接到电源的引脚，以实现PSE在差模供电模式与共模供电模式之间进行切换。

具体来说，切换模块用于接收控制模块发过来的控制信号；以及用于根据该控制信号，将高频隔离模块在RJ45接口上连接的单对信号线的两个隔离输出端中的一个隔离输出端进行连接切换，具体为切换这一个隔离输出端连接到电源，或者切换这一个隔离输出端连接到另一个隔离输出端。

也就是说，切换模块根据控制信号切换RJ45接口中与高频隔离模块连接的引脚对中的一个引脚与电源的连接关系，当PSE需要进行差模供电时，切换该引脚经由高频隔离模块连接到电源，当PSE需要进行共模供电时，断开该引脚与电源的连接，并切换该引脚与另一个引脚在高频隔离模块的隔离输出端连接。

POE模块，与高频隔离模块、切换模块和控制模块连接，用于对与PSE连接的PD进行供电控制。根据标准POE供电端的功能，PSE上的供电控制包括检测、分级和供电这三种，并且，检测、分级和供电为三个递进的供电控制阶段，即，只有完成了前一个阶段的供电控制才进行下一个阶段的供电控制。其中，检测阶段中POE模块检测PSE是否连接有合法的PD，分级阶段中POE模块确定连接的合法PD需要的供电电压。

具体来说，POE模块一方面按照标准PSE的功能，连接高频隔离模块的隔离输出端，采用PSE控制器实现标准POE供电端的供电控制；另一方面，POE模块保持和控制模块的通信，由控制模块通过总线获取POE模块供电控制的结果，用于控制模块判断PSE当前所连接的受电端是差模受电PD设备还是共模受电PD设备。

本发明实施例中，供电控制结果用于表示POE模块进行的供电控制是否完成，具体来说，可以配置为表示检测、分级和供电这三个供电控制阶段中的某一个阶段是否完成。

控制模块，与切换模块和POE模块连接，用于生成控制信号，以及用于获取表示POE模块是否完成供电控制的供电控制结果，并根据供电控制结果控制调整控制信号。

具体来说，控制模块按照一定的逻辑流程不断的控制切换模块进行链路切换，与此同时通过通信接口和POE模块相连接，获取POE模块的供电控制结果，判断PSE当前所连接受电设备是共模受电还是差模受电，从而根据判断结果控制切换模块保持在某一种链路连接状态，为PSE当前连接的PD供电。

请参见图6，图6所示为本发明实施例中PSE一种可能的电路结构。

在一种可能的实施方式中，低频隔离模块包括第一变压器T1、第二变压器T2、第一电容C1和第二电容C2，其中：

第一变压器T1的第一端与接口模块连接；第一变压器T1的第二端的两个引脚分别通过第一电容C1和第二电容C2，与RJ45接口的第一引脚对的第一引脚、第二引脚连接；第二变压器T2的第一端与接口模块连接；第二变压器T2的第二端的两个引脚分别与RJ45接口的第二引脚对的第三引脚、第四引脚连接，以及，第二变压器T2的第二端通过切换模块与电源连接。

在一种可能的实施方式中，切换模块包括第一PMOS管Q4、第一NMOS管Q2、电阻R1和第三电容C3，其中：

第一PMOS管Q4的源极与电源、电阻R1的第一端、第三电容C3的第一端、第二变压器T2的第二端连接；第一PMOS管Q4的漏极与第一NMOS管Q2的漏极连接，以及通过高频隔离模块与第一引脚连接；第一PMOS管Q4的栅极与控制模块、第三电容C3的第二端、电阻R1的第二端、第一NMOS管Q2的栅极连接；第一NMOS管Q2的源极与POE模块连接，以及通过高频隔离模块与第二引脚连接。

在一种可能的实施方式中，POE模块包括第二NMOS管Q1，和用于实现供电控制的PSE控制器，其中：

第二NMOS管Q1的源极接地；第二NMOS管Q1的漏极与PSE控制器的vout引脚、第一NMOS管Q2的源极连接，以及通过高频隔离模块与第二引脚连接；第二NMOS管Q1的栅极与PSE控制器的gate引脚连接；PSE控制器通过总线与控制模块连接。

在一种可能的实施方式中，高频隔离模块包括第一电感L1和第二电感L2，其中：

第一电感L1的第一端与第一PMOS管Q4的漏极、第一NMOS管Q2的漏极连接；第一电感L1的第二端与第一引脚连接；第二电感L2的第一端与第一NMOS管Q2的源极、第二NMOS管Q1的漏极连接；第二电感L2的第二端与第二引脚连接。

在一种可能的实施方式中，控制模块包括处理器，处理器与第一PMOS管Q4的栅极连接，以及通过总线与POE模块包括的PSE控制器连接。

其中，处理器可以是MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)、CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)、可编辑逻辑器件等具有处理能力的装置。

在一种可能的实施方式中，除了处理器外，控制模块还可以包括第三NMOS管Q3，在控制模块包括第三NMOS管Q3的情况下，处理器与第一PMOS管Q4的栅极连接具体为：

处理器通过第三NMOS管Q3与第一PMOS管Q4的栅极连接，其中，第三NMOS管Q3的源极接地，第三NMOS管Q3的漏极与第一PMOS管Q4的栅极连接，第三NMOS管Q3的栅极与处理器连接。

控制模块包括第三NMOS管Q3的情况下，第三NMOS管Q3起到驱动的作用，具体来说，用于调整处理器输出端输出信号的电压。

应当理解的是，图6所示仅仅为本发明实施例中PSE一种可能的电路结构，在具体的实施过程中，RJ45接口中与低频隔离模块、高频隔离模块连接的两个引脚对的连接关系可以互换，且这两个引脚对各自内部两个引脚的连接关系也可以互换。例如，以图6为基础，3、6号引脚组成的引脚对可以和1、2号引脚组成的引脚对互换连接关系，3、6号引脚之间可以互换连接关系，1、2号引脚之间可以互换连接关系。

下面，以图7为基础，对本发明实施例中PSE的各器件的基本工作原理和作用进行介绍。

请参见图7，图7所示为本发明实施例中PSE进行差模供电的示意图，图中虚线箭头所指的方向为电流流向。相较于图1所示的传统PSE，本发明实施例提供的PSE内部的低频隔离模块包括的第一变压器T1、第二变压器T2与传统的PSE设备相同，用于隔离共模电源信号和差模网络信号；增加的第一电容C1和第二电容C2，用于在差模单对线供电时隔离差模直流电源，避免电源因为第一变压器T1的存在而出现短路。由于电容对于直流电流来说阻抗为无穷大，所以a、b两端经过第一电容C1和第二电容C2后的差模直流阻抗是无穷大的，所以a、b两端的直流电压不受第一变压器T1的影响。

L1和L2可以采用电感等低频阻抗小，而高频阻抗大的感性器件，本发明实施例以电感为例。a、b两点的网络信号属于高频，所以a、b两点上的网络信号相对于经过第一电感L1和第二电感L2的通路，是断开的，不受e、f点所连接电路网络的影响；a、b两点上的电源供电信号是低频直流信号，由于第一电容C1和第二电容C2将b、a两点上的电源供电信号阻断，所以电源也不会受第一电容T1所连接电路网络的影响。

也就是说，通过高频隔离模块和低频隔离模块实现了网络信号和电源之间的相互隔离阻断。通过将网线差分线对中的一根连接到高频隔离组件，并经由高频隔离组件连接这根线到电源，而另外一根经由高频隔离组件连接到PSE，从而实现差模供电。通过将网线差分线对的两根通过高频隔离组件连接在一起后，再连接到PSE，另外一对差分线对经过低频隔离组件的中心抽头连接到电源，从而实现共模供电。

在PD设备侧，存在第四电容C4、第五电容C5、第三电感L3、第四电感L4，信号通过L3、L4之后p、o两点只会有直流电源信号通过，而第四电容C4、第五电容C5之后只会有网络信号传输到第三电感T3，实现了在PD设备侧将电源和信号分离出来分别用于数据交互和电能接收。

在PD设备连接之前，处理器(如MCU)作为控制模块的核心，轮询式在h点输出高、低控制信号，并在h点电平改变之后，通过总线(如I2C总线)和PSE控制器进行通信，查询PSE控制器是否完成供电控制(即查询是否检测、分级或供电成功)，若完成，则处理器保持当前h输出的控制信号的电平不变，若不成功，则处理器切换h输出的控制信号的电压，再重新查询PSE控制器是否完成供电控制，如此反复执行，直到PSE控制器完成供电控制。

请继续参见图7，下面介绍连接差模受电PD时，本发明实施例提供的PSE的工作原理。

在差模受电PD接入PSE后，包括两种情况：

(1)处理器当前在h点输出高电平控制信号，第三NMOS管Q3打开，g点接地，第一NMOS管Q2关断，第一PMOS管Q4打开，e点连接至电源，而f点连接到PSE控制的vout引脚，此时e点和f点经过第一电感L1、第二电感L2在b、a两点连接至PD，由于第一电感L1只隔离高频信号，所以b点电压为电源电压(如图7所示为53V)，PSE控制器的vout引脚可以经由a点对差模受电PD进行供电控制。所以，处理器在h输出高电平后，通过总线便会读取到指示PSE控制器完成供电控制的供电控制结果，进而处理器保持在h点输出高电平，直到PD设备移除；

(2)处理器当前在h点输出低电平控制信号，第三NMOS管Q3关闭，g点通过电阻R1连接至电源，第一NMOS管Q2打开，第一PMOS管Q4关闭，e点连接至f点，此时a、b两点相当于短路连接到PSE控制器的vout引脚，而此时PD连接在a、b两点之间，所以PSE无法在a、b两点之间发出用于进行供电控制的信号，PSE控制器供电控制未完成。直到轮询至处理器在h点输出高电平控制信号时，PSE才能实现对差模受电PD的供电。

请参见图8，下面介绍连接共模受电PD时，本发明实施例提供的PSE的工作原理。图8所示为本发明实施例中PSE进行共模供电的示意图，图中虚线箭头所指的方向为电流流向。

在共模受电PD接入PSE后，包括两种情况：

(1)处理器在h点输出高电平控制信号，b点连接至电源，此时b、a两点通过PD内部的T3在i、k两点短接在一起，相当于PSE控制器的vout引脚短路到了电源，所以PSE控制器无法发起供电控制操作，处理器从PSE控制器获取的是表示供电控制未完成的供电控制结果。从而，直到轮询至处理器在h点输出低电平控制信号时，PSE才能实现对差模受电PD的供电；

(2)处理器在h点输出低电平控制信号，a、b两点短路连接到PSE控制器的vout引脚，c、d两点通过第二电感T2连接至电源，PD跨接在c、d与a、b中间，所以PSE控制器可以完成检测/分级/供电，处理器也能通过总线读取到表示检测/分级/供电是否完成的供电控制结果，处理器维持输出低电平控制信号不变。从而，完成PSE的共模供电过程，直到PD设备移除。

实施例二

基于同一发明构思，本发明实施例提供一种共模差模自适应供电的方法，该方法可以应用于PSE，例如应用于实施例一中所述的PSE，本发明实施例中关于PSE的说明，可以参看和引用实施例一中的描述，在此不再赘述。并且，在理解和解释实施例一、二中的其它内容时，同样可以相互参看和引用。

请参见图9，本发明实施例提供的共模差模自适应供电的方法包括如下步骤：

步骤901：控制模块向切换模块输出为第一电平的控制信号。

其中，第一电平可以被设定为高电平或低电平。具体来说，控制模块输出的电平类型包括两种，一种为高电平，另一种为低电平，第一电平可以为可以被设定为高、低电平中的任意一种，第二电平为高、低电平中不同于第一电平的另一种电平。例如，第一电平为高电平，则第二电平为低电平；第一电平为低电平，则第二电平为高电平。

步骤902：切换模块接收控制信号，并根据控制信号，调整RJ45接口中连接到电源的引脚为与控制信号的电平类型对应的引脚。

步骤903：POE模块进行供电控制，并生成用于表示是否完成供电控制的供电控制结果。

步骤904：控制模块获取供电控制结果，并根据供电控制结果控制调整控制信号，其中，若供电控制结果表示POE模块完成供电控制，则控制模块维持控制信号为第一电平，否则，控制模块控制调整控制信号为第二电平，以切换PSE的供电模式。

举例来说，获取供电控制结果可以是读取POE模块中表示供电控制是否完成的状态标志位。

在一种可能的实施方式中，控制模块控制调整控制信号为第二电平，包括：

确定从开始输出为第一电平的控制信号起，计时是否到达预设时长；

若否，则控制模块停止调整控制信号，重新获取供电控制结果，并根据重新获取的供电控制结果控制调整控制信号。

在一种可能的实施方式中，POE模块进行供电控制，并生成用于表示是否完成供电控制的供电控制结果，包括：

POE模块以预设时间间隔反复进行供电控制，并在每一次进行供电控制后更新供电控制结果。

其中，预设时间间隔可以设定为小于前述的预设时长。

请参见图10，图10所示为控制模块在共模差模自适应供电过程中所执行步骤的流程图，包括：

步骤1001：控制模块向切换模块输出为第一电平的控制信号；

步骤1002：开始计时；

步骤1003：控制模块获取供电控制结果；

步骤1004：判断供电控制结果是否表示POE模块完成供电控制，若是，则跳转至步骤1007，否则跳转至步骤1005；

步骤1005：判断计时是否达到预设时长，若是，则跳转至步骤1006，否则跳转至步骤1003；

步骤1006：控制模块切换控制信号的电平为与控制信号当前电平不同的另一电平；

步骤1007：控制模块从POE模块获取PD的供电状态；

步骤1008：判断PD是否拔出，若是，则跳转至步骤1001，否则跳转至步骤1007。

实施例三

基于同一发明构思，本发明实施例提供一种设备，包括：

至少一个处理器，以及，

与至少一个处理器连接的存储器；

其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，至少一个处理器通过执行存储器存储的指令，执行如实施例二所述的方法。

实施例四

基于同一发明构思，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机指令，当计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行实施例二所述的方法。

在具体的实施过程中，计算机可读存储介质包括：USB驱动器(Universal SerialBus flash drive，通用串行总线闪存盘)、移动硬盘、ROM(只读存储器，Read-OnlyMemory)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的存储介质。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元/模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元/模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元/模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元/模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

上述的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：

本发明实施例中，PSE包括RJ45接口、接口模块、低频隔离模块、高频隔离模块、切换模块、POE模块和控制模块，其中，切换模块用于接收控制模块输出的控制信号，并根据控制信号调整RJ45接口中连接到电源的引脚，由于PSE经引脚输出电能对PD供电，因而通过切换连接到电源的引脚，能够实现PSE在差模供电模式与共模供电模式间进行切换。

并且，POE模块用于对PSE连接的PD进行供电控制，若供电控制完成则表明PSE当前的供电模式与PD匹配，若供电控制未完成则表明PSE当前的供电模式与PD不匹配或未连接有PD，从而，控制模块可以根据供电控制结果知晓PSE当前的供电模式是否与PD匹配，然后生成相应的控制信号，使得切换模块在控制信号的控制下调整RJ45接口中连接到电源的引脚，达到PSE的控制模式与PD匹配的目的。可见，通过本发明实施例的技术方案，PSE实现共模差模自适应供电，无论是差模受电PD还是共模受电PD，PSE都可以自动匹配连接。

进一步地，基于本发明实施中PSE的电路设计，共模、差模供电效果和传统POE供电一致，不影响POE供电性能；并且，本发明实施例提供的PSE逻辑简单，可移植性强，适用于任何处理系统。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种供电设备PSE，所述PSE包括RJ45接口，和用于进行物理层数据收发的接口模块，其特征在于，所述PSE还包括低频隔离模块、高频隔离模块、切换模块、以太网供电POE模块和控制模块，其中：

所述低频隔离模块与所述接口模块、所述RJ45接口、所述切换模块和所述高频隔离模块连接，用于阻断所述接口模块与所述RJ45接口、所述切换模块、所述高频隔离模块之间的低频信号传输；其中，所述低频隔离模块的两端分别设有两对引脚，其中一端的两对引脚分别连接到所述RJ45接口的两个引脚对，另一端的两对引脚连接到所述接口模块；

所述切换模块与电源、所述低频隔离模块、所述高频隔离模块、所述POE模块和所述控制模块连接，用于接收所述控制模块输出的控制信号，并根据所述控制信号调整所述RJ45接口中连接到所述电源的引脚，以实现所述PSE在差模供电模式与共模供电模式之间进行切换；

所述高频隔离模块与所述低频隔离模块、所述RJ45接口、所述切换模块和所述POE模块连接，用于阻断所述电源与所述接口模块、所述RJ45接口之间的高频信号传输；其中，所述高频隔离模块与所述低频隔离模块、所述RJ45接口连接的一端设有两个引脚，所述两个引脚连接到所述RJ45接口上与所述低频隔离模块连接的两个引脚对中的其中一个引脚对；

所述POE模块与所述高频隔离模块、所述切换模块和所述控制模块连接，用于对与所述PSE连接的受电设备PD进行供电控制；

所述控制模块与所述切换模块和所述POE模块连接，用于生成所述控制信号，以及用于获取表示所述POE模块是否完成供电控制的供电控制结果，并根据所述供电控制结果控制调整所述控制信号。

2.如权利要求1所述的PSE，其特征在于，所述低频隔离模块包括第一变压器T1、第二变压器T2、第一电容C1和第二电容C2，其中：

所述第一变压器T1的第一端与所述接口模块连接；所述第一变压器T1的第二端的两个引脚分别通过所述第一电容C1和所述第二电容C2，与所述RJ45接口的第一引脚对的第一引脚、第二引脚连接；

所述第二变压器T2的第一端与所述接口模块连接；所述第二变压器T2的第二端的两个引脚分别与所述RJ45接口的第二引脚对的第三引脚、第四引脚连接，以及，所述第二变压器T2的第二端通过所述切换模块与所述电源连接。

3.如权利要求2所述的PSE，其特征在于，所述切换模块包括第一PMOS管Q4、第一NMOS管Q2、电阻R1和第三电容C3，其中：

所述第一PMOS管Q4的源极与所述电源、所述电阻R1的第一端、所述第三电容C3的第一端、所述第二变压器T2的第二端连接；所述第一PMOS管Q4的漏极与所述第一NMOS管Q2的漏极连接，以及通过所述高频隔离模块与所述第一引脚连接；所述第一PMOS管Q4的栅极与所述控制模块、所述第三电容C3的第二端、所述电阻R1的第二端、所述第一NMOS管Q2的栅极连接；

所述第一NMOS管Q2的源极与所述POE模块连接，以及通过所述高频隔离模块与所述第二引脚连接。

4.如权利要求3所述的PSE，其特征在于，所述POE模块包括第二NMOS管Q1，和用于实现供电控制的PSE控制器，其中：

所述第二NMOS管Q1的源极接地；所述第二NMOS管Q1的漏极与所述PSE控制器的vout引脚、所述第一NMOS管Q2的源极连接，以及通过所述高频隔离模块与所述第二引脚连接；所述第二NMOS管Q1的栅极与所述PSE控制器的gate引脚连接；

所述PSE控制器通过总线与所述控制模块连接。

5.如权利要求4所述的PSE，其特征在于，所述高频隔离模块包括第一电感L1和第二电感L2，其中：

所述第一电感L1的第一端与所述第一PMOS管Q4的漏极、所述第一NMOS管Q2的漏极连接；所述第一电感L1的第二端与所述第一引脚连接；

所述第二电感L2的第一端与所述第一NMOS管Q2的源极、所述第二NMOS管Q1的漏极连接；所述第二电感L2的第二端与所述第二引脚连接。

6.如权利要求3-5中任一权利要求所述的PSE，其特征在于，所述控制模块包括处理器，所述处理器与所述第一PMOS管Q4的栅极连接，以及通过总线与所述POE模块包括的PSE控制器连接。

7.如权利要求6所述的PSE，其特征在于，所述控制模块还包括第三NMOS管Q3，所述处理器与所述第一PMOS管Q4的栅极连接具体为：

所述处理器通过所述第三NMOS管Q3与所述第一PMOS管Q4的栅极连接，其中，所述第三NMOS管Q3的源极接地，所述第三NMOS管Q3的漏极与所述第一PMOS管Q4的栅极连接，所述第三NMOS管Q3的栅极与所述处理器连接。

8.一种共模差模自适应供电的方法，应用于如权利要求1-7中任一权利要求所述的PSE，其特征在于，所述方法包括：

所述控制模块向所述切换模块输出为第一电平的控制信号；

所述切换模块接收所述控制信号，并根据所述控制信号，调整所述RJ45接口中连接到所述电源的引脚为与所述控制信号的电平类型对应的引脚；

所述POE模块进行供电控制，并生成用于表示是否完成供电控制的供电控制结果；

所述控制模块获取所述供电控制结果，并根据所述供电控制结果控制调整所述控制信号，其中，若所述供电控制结果表示所述POE模块完成供电控制，则所述控制模块维持所述控制信号为所述第一电平，否则，所述控制模块控制调整所述控制信号为第二电平，以切换所述PSE的供电模式。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制模块控制调整所述控制信号为第二电平，包括：

确定从开始输出为第一电平的控制信号起，计时是否到达预设时长；

若否，则所述控制模块停止调整所述控制信号，重新获取所述供电控制结果，并根据重新获取的所述供电控制结果控制调整所述控制信号。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述POE模块进行供电控制，并生成用于表示是否完成供电控制的供电控制结果，包括：

所述POE模块以预设时间间隔反复进行供电控制，并在每一次进行供电控制后更新所述供电控制结果。

Images