CN109617039A - 受电设备及以太网供电系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种受电设备及以太网供电系统，属于以太网供电技术领域。该受电设备包括：多个受电控制器、多个开关电路、缓启动电路、电压转换器以及负载电路，每个开关电路与对应的一个受电控制器连接，能够在该受电控制器与供电设备的握手阶段保持关断，从而可以切断受电控制器与负载电路的连接，避免负载电路的负载电流影响受电控制器正常上电，确保了受电控制器能够正常上电，实现了受电控制器的热插拔。并且，该受电设备中还设置有缓启动电路，该缓启动电路具备缓慢开启的功能，能够保证对电压转换器的输入电容缓慢充电，确保负载电路上电成功。本发明实施例提供的受电设备工作时的灵活性和可靠性较高。

Description

受电设备及以太网供电系统

技术领域

本申请涉及以太网供电技术领域，特别涉及一种受电设备及以太网供电系统。

背景技术

以太网供电(power over Ethernet，POE)系统一般包括供电设备(powersourcing equipment，PSE)和受电设备(powered device，PD)。该PSE和PD中均设置有以太网接口，两者的以太网接口可以通过太网双绞线连接。PSE通过该以太网双绞线为PD传输数据信号的同时，还可以为PD提供直流电源。

相关技术中，PD一般包括受电控制器(也称为PD芯片)、电压转换器和负载电路。其中，受电控制器分别与PD的以太网接口以及电压转换器连接。电压转换器与负载电路连接。PSE向PD供电之前，需要先依次经过检测阶段、分级阶段和握手阶段。在检测阶段，PSE可以向PD提供较小的检测电压，PD的受电控制器可以向PSE反馈回路电流，以便PSE检测该PD是否为符合POE标准协议的设备。在分级阶段，PSE可以向PD提供分级电压，并可以根据PD的受电控制器反馈的回路电流确定该PD的功率级别。在握手阶段，PSE为该受电控制器供电，以驱动受电控制器中的主功率管开启。该主功率管开启完成后，受电控制器即可将PSE提供的电源信号传输至电压转换器，该电压转换器可以对接收到的电源信号进行电压转换后为负载电路供电。

但是，PSE对负载电路进行供电之前，还需先为电压转换器的输入电容充电。该输入电容上电瞬间相当于短路，使得流过受电控制器的电流较大，PSE加载至受电控制器的输入电压不断被大电流下拉。此时，PSE可能会重复开启和关闭，无法正常为负载电路供电。

发明内容

本申请提供了一种受电设备及以太网供电系统，可以解决相关技术中PSE为电压转换器的输入电容充电时可能会重复开启和关闭，无法正常为负载电路供电的问题，技术方案如下：

一方面，本申请提供了一种受电设备，该受电设备中设置有多个以太网接口，该受电设备可以包括：多个受电控制器、多个开关电路、缓启动电路、电压转换器以及负载电路，该多个开关电路与该多个受电控制器一一对应。每个受电控制器的输入端与一个以太网接口连接，每个受电控制器的输出端与对应的一个开关电路的输入端连接，且该多个受电控制器连接的以太网接口互不相同。每个开关电路的输出端与该缓启动电路的第一端连接，每个开关电路用于在其所连接的受电控制器与供电设备的握手阶段保持关断，以及在握手完成后保持导通。该缓启动电路的第二端与与电压转换器的输入端连接，该电压转换器的输出端与负载电路连接，该缓启动电路的第三端与每个受电控制器的输出端连接，该缓启动电路用于在任一该开关电路导通后，控制该第一端与该第二端导通，且控制该第一端与该第二端导通所需的时长大于预设时长。该预设时长可以大于或等于电压转换器的输入电容充满电所需的时长。

本申请提供的受电设备中，由于每个开关电路能够在对应的受电控制器与供电设备的握手阶段保持关断，从而可以切断受电控制器与负载电路的连接，避免已上电的负载电路的负载电流影响受电控制器的正常上电。因此可以确保受电控制器能够正常上电，不仅实现了受电控制器的热备份，而且可以实现受电控制器的热插拔。并且，由于受电设备中还设置有缓启动电路，该缓启动电路具备缓慢开启的功能，能够保证对电压转换器的输入电容缓慢充电，确保负载电路上电成功。本发明实施例提供的PD工作时的灵活性和可靠性较高。

可选的，该缓启动电路可以包括：缓冲子电路和第一晶体管；该缓冲子电路分别与每个受电控制器的输出端、该第一晶体管的栅极以及该第一晶体管的第一极连接，该缓冲子电路用于在任一开关电路导通后，将每个受电控制器提供的电源信号延时后加载至该第一晶体管；该第一晶体管的第一极与每个开关电路的输出端连接，该第一晶体管的第二极与该电压转换器的输入端连接。

该缓冲子电路可以将电源信号延时后再加载至第一晶体管，可以延长该第一晶体管开启所需的时长，即延长该缓启动电路的第一端与第二端导通所需的时长。

可选的，该缓冲子电路可以包括：第一电阻、第二电阻以及第一电容；该第一电阻的一端与每个以太网接口连接，该第一电阻的另一端与该第一晶体管的栅极连接；该第二电阻的一端与该第一晶体管的栅极连接，该第二电阻的另一端与该第一晶体管的第一极连接；该第一电容的一端与该第一晶体管的栅极连接，另一端与该第一晶体管的第一极连接。

缓冲子电路可以由两个电阻和一个电容组成，该缓冲子电路的结构较为简单，成本较低。

可选的，该缓启动电路还可以包括：串联的第三电阻和第二电容；该串联的第三电阻和第二电容的一端与第一晶体管的栅极连接，该串联的第三电阻和第二电容的另一端与第一晶体管的第二极连接。

通过调整该第三电阻的阻值以及第二电容的容值的大小，可以实现对第一晶体管导通所需时长的灵活调整，即可以实现对该缓启动电路的缓启动时长的灵活调整。

可选的，该受电设备还可以包括：与该多个开关电路一一对应的多个单向导通电路；每个单向导通电路串联在对应的一个开关电路的输出端和该缓启动电路的第一端之间，每个单向导通电路用于禁止电流由该开关电路流向该缓启动电路的第一端。

受电设备中的每个受电控制器在握手阶段，该单向导通电路可以防止其他受电控制器的漏电流对该处于握手阶段的受电控制器造成干扰，确保受电控制器正常上电。

可选的，每个单向导通电路可以包括：二极管；该二极管的阴极与对应的一个开关电路的输出端连接，该二极管的阳极与该缓启动电路的第一端连接。

采用二极管作为单向导通电路，可以简化受电设备的结构，降低成本。

可选的，该缓启动电路可以包括：与该多个开关电路一一对应的多个缓启动子电路，且该多个缓启动子电路与该多个受电控制器一一对应。每个开关电路的输出端与对应的一个缓启动子电路的第一端连接；每个缓启动子电路的第二端与该电压转换器的输入端连接，每个缓启动子电路的第三端与对应的一个受电控制器的输出端连接，每个缓启动子电路用于在对应的开关电路导通后，控制该缓启动子电路的第一端与该缓启动子电路的第二端导通。

可选的，该受电设备还可以包括：与该多个缓启动子电路一一对应的多个单向导通电路，以及与该多个缓启动子电路一一对应的多个隔离控制电路，该多个隔离控制电路与该多个受电控制器也一一对应。每个单向导通电路的一端与对应的一个缓启动子电路的第一端连接，每个单向导通电路的另一端与对应的一个缓启动子电路的第二端连接，即每个单向导通电路与对应的一个缓启动子电路并联。每个隔离控制电路的输入端与对应的一个受电控制器的输出端连接，每个隔离控制电路的输出端与其他缓启动子电路的第二端连接，每个隔离控制电路用于在检测到其所连接的受电控制器提供的电源信号时，控制其所连接的其他缓启动子电路关断。其中，该其他缓启动子电路为该多个缓启动子电路中，除隔离控制电路对应的缓启动子电路之外的缓启动子电路。

当某个受电控制器已正常工作时，隔离控制电路可以控制其他受电控制器对应的缓启动子电路关断，从而节省了缓启动子电路的功耗。并且，由于某个受电控制器正常工作时，电压转换器的输入电容已经被充满电，可以确保其他受电控制器上电时，无需再为该电压转换器的输入电容充电，或者仅需进行少量充电。故此时，即使该上电的受电控制器对应的缓启动子电路关断，也不对其正常上电造成影响。

当受电设备中仅单个受电控制器工作时，其所对应的缓启动子电路正常工作，该正常工作的缓启动子电路将对应的单向导通电路旁路，从而可以节省该单向导通电路的功耗。并且，当受电设备中仅单个受电控制器工作时，其他受电控制器并不会产生漏电流，因此也不会对该工作的受电控制器的正常上电造成影响。

可选的，每个受电控制器包括主功率管，每个受电控制器的输出端包括：回路引脚、电源就绪引脚以及电源引脚；该电源引脚与对应的一个以太网接口的正极电源端连接，该主功率管的第一极与对应的一个以太网接口的负极电源端连接，该主功率管的第二极与该回路引脚连接；该电源就绪引脚的电平在该握手阶段为关断电平，在该供电阶段为有效电平；

每个开关电路还包括控制端，每个开关电路的控制端与对应的一个受电控制器的电源就绪引脚连接，每个开关电路的输入端与对应的一个该受电控制器的回路引脚连接，每个开关电路用于在该控制端的电平为有效电平时，控制该开关电路的输入端与输出端导通；该缓启动电路的第三端与每个受电控制器的电源引脚连接。

可选的，每个受电控制器包括主功率管，每个受电控制器的输出端包括：回路引脚、电源就绪引脚以及电源引脚；该电源引脚与对应的一个以太网接口的负极电源连接，该主功率管的第一极与对应的一个以太网接口的正极电源端连接，该主功率管的第二极与该回路引脚连接；该电源就绪引脚的电平在该握手阶段为关断电平，在该供电阶段为有效电平；

每个开关电路还包括控制端，每个开关电路的控制端与对应的一个受电控制器的电源就绪引脚连接，每个开关电路的输入端与对应的一个该受电控制器的电源引脚连接，每个开关电路用于在该控制端的电平为有效电平时，控制该开关电路的输入端与输出端导通；该缓启动电路的第三端与每个受电控制器的回路引脚连接。

可选的，每个开关电路可以包括：第二晶体管；该第二晶体管的栅极与该电源就绪引脚连接，该第二晶体管的第一极与该回路引脚连接，该第二晶体管的第二极与该缓启动电路的第一端连接。

例如，每个开关电路中的第二晶体管的第二极可以均与缓启动电路中第一晶体管的第一极连接。或者，每个开关电路中的第二晶体管的第二极可以与对应的缓启动子电路中第一晶体管的第一极连接。

可选的，每个开关电路还可以包括：串联的第四电阻和第三电容；

该串联的第四电阻和第三电容的一端与第二晶体管的栅极连接，该串联的第四电阻和第三电容的另一端与第二晶体管的第二极连接。

通过调整该第四电阻的阻值以及第三电容的容值的大小，可以实现对第二晶体管导通所需时长的灵活调整。

可选的，每个受电控制器的输出端可以包括：电源就绪引脚；该受电设备还可以包括：逻辑控制电路；该逻辑控制电路的输入端分别与每个受电控制器的电源就绪引脚连接，该逻辑控制电路的输出端与该电压转换器的使能引脚连接，该逻辑控制电路用于在任一电源就绪引脚的电平为有效电平时，向该使能引脚输出有效电平的控制信号，从而启动该电压转换器。由此，可以确保该电压转换器在受电控制器上电成功后再启动。示例的，该逻辑控制电路可以包括或门。

可选的，该受电设备还可以包括：延时电路；该延时电路的一端分别与每个受电控制器的电源就绪引脚连接，该延时电路的另一端与该逻辑控制电路的输入端连接；或者，该延时电路的一端与该逻辑控制电路的输出端连接，该延时电路的另一端与该电压转换器的使能引脚连接。

若电压转换器在受电控制器握手阶段启动并为负载电路供电，则会导致受电控制器的输入端加载的输入电压骤降，进而导致受电控制器无法正常上电。而通过延时电路可以延迟电压转换器的启动时间，从而可以进一步确保电压转换器在受电控制器上电完成后再启动，保证受电控制器能够正常上电。

可选的，该受电设备还可以包括：与该多个受电控制器一一对应的多个整流电路；每个受电控制器的输入端通过对应的一个整流电路与以太网接口连接。

该整流电路可以对PSE提供的电源信号进行整流后再提供至受电控制器，以确保该受电控制器所加载的输入的电压的稳定性。示例的，每个整流电路可以为桥式整流电路。

可选的，该受电设备还可以包括：第四电容；该第四电容与该电压转换器的输入端并联。该第四电容即为电压转换器的输入电容。

另一方面，本申请提供了一种以太网供电系统，该系统可以包括：供电设备，以及与该供电设备连接的上述方面所提供的受电设备。

可选的，该受电设备可以为无线局域网接入节点或者微基站。当该受电设备为无线局域网接入节点时，该供电设备可以为路由器、交换机或者防火墙等网络设备。当该受电设备为微基站(也可以称为微站或者小站)时，该供电设备可以为射频拉远单元(remoteradio unit，RRU)或者基带处理单元(building baseband unit，BBU)。

可选的，该以太网供电系统可以包括一个供电设备，该供电设备包括多个以太网接口，该多个以太网接口可以与受电设备中不同的受电控制器连接。或者，该以太网供电系统可以包括多个供电设备，该多个供电设备可以与受电设备中不同的受电控制器连接。

综上所述，本申请提供了一种受电设备及以太网供电系统，该受电设备可以包括多个开关电路，每个开关电路与对应的一个受电控制器连接，能够在该受电控制器与供电设备的握手阶段保持关断，从而可以切断受电控制器与负载电路的连接，避免负载电路的负载电流影响受电控制器正常上电，确保了受电控制器能够正常上电，不仅实现了受电控制器的热备份，而且可以实现受电控制器的热插拔。并且，该受电设备中还设置有缓启动电路，该缓启动电路具备缓慢开启的功能，能够保证对电压转换器的输入电容缓慢充电，确保负载电路上电成功。本发明实施例提供的受电设备工作时的灵活性和可靠性较高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种以太网供电系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种PSE提供的电压的变化曲线图；

图3是本发明实施例提供的另一种以太网供电系统的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种PD的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种受电控制器上电过程中输入电压与开关电路中电流的变化曲线图；

图6是本发明实施例提供的另一种PD的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的又一种PD的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的又一种PD的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种第一晶体管和第二晶体管的栅源电压差随时间变化的示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细介绍本申请实施例提供的受电设备及以太网供电系统。

图1是本发明实施例提供的一种以太网供电系统的结构示意图，如图1所示，该以太网供电系统可以包括PSE 01和PD 02。该PSE 01可以为交换机、路由器、防火墙或集线器等网络设备。该PD 02可以为互联网协议(Internet Protocol，IP)电话机、无线局域网接入点、微基站或者网络摄像机等。参考图1，该PSE 01和PD 02上均可以设置有多个以太网接口，PSE 01的每个以太网接口可以通过一条以太网双绞线与PD 02的一个以太网接口连接。PSE 01通过以太网双绞线向PD 02传输数据信号的同时，还可以向PD 02传输电源信号，从而为PD 02供电。该PD 02可以包括多个受电控制器021，该受电控制器021也可以称为PD芯片。每个受电控制器021与PD 02的一个以太网接口连接，能够接收PSE 01提供的电源信号并为后级的负载电路(图1中未示出)供电。例如，图1所示的PD 02中包括两个受电控制器021。

在本申请实施例中，由于PD 02中可以设置有多个受电控制器021，每个受电控制器021与一个以太网接口连接，且均与电压转换器(图1中未示出)连接，该电压转换器与负载电路连接，能够将PSE 01提供的输入电压进行转换后为负载电路供电。因此，当任一受电控制器021因故障或者与PSE 01断开连接而停止工作时，其他受电控制器021还能够正常工作，进而可以确保负载电路能够正常受电，实现了受电控制器的热备份(hot backup)，提高了PD 02的可靠性。

目前电气和电子工程师协会(institute of electrical and electronicsengineers，IEEE)正式发布的POE标准协议包括IEEE 802.3af和IEEE 802.3at，处于草稿阶段的POE标准协议包括IEEE 802.3bt。其中，IEEE 802.3af中规定的PSE的供电功率为15.4W(瓦)，IEEE 802.3at中规定的PSE的供电功率为30W，IEEE 802.3bt中规定的PSE的供电功率约为90W。

IEEE 802.3af和IEEE 802.3at中规定，PSE 01在正式向PD 02供电之前，需要先经过检测阶段T1、分级阶段T2以及握手阶段T3。图2是本发明实施例提供的一种PSE提供的电压的变化曲线图。如图2所示，在检测阶段T1中，PSE 01可以向PD 02提供一个较低的检测电压，该检测电压的范围可以为2.8V至10V。然后PSE 01可以根据PD 02中的受电控制器021反馈的回路电流的大小，判断该PD 02是否为符合POE标准协议(例如IEEE 802.3af)的设备。若PSE 01检测到PD 02为符合POE标准协议的设备，则可以进入分级阶段T2。在该分级阶段T2中，PSE 01可以为PD 02提供分级电压，例如该分级电压可以为15.5V至20.5V，并可以根据受电控制器021反馈的回路电流确定该PD 02的功率级别。PSE 01成功确定PD 02的功率级别之后，该PSE 01即可开始为PD 02的受电控制器021供电，即进入握手阶段T3。在该握手阶段T3中，受电控制器021中的主功率金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxidesemiconductor field effect transistor，MOSFET)缓慢开启，该主功率MOSFET通常简称为主功率管。受电控制器021中的主功率管完全开启后(即PD 02上电成功后)，PSE 01即可通过受电控制器021为PD 02的负载电路提供直流电，即进入正式供电阶段(也可以称为供电管理阶段)。其中，该PSE 01为负载电路提供的直流电的电压范围可以为42V至57V。

在该握手阶段T3中，PSE 01为受电控制器021充电时的冲击电流Irush的大小以及冲击电流Irush的持续时间(即受电控制器021中主功率管开启所需的时长)主要受到受电控制器021后级电容的容值大小的影响。其中，该后级电容是指并联在受电控制器021的输出端，用于实现浪涌保护和稳压保护等功能的电容。一般受电控制器021后级电容的容值越大，受电控制器021中主功率管开启所需的时长越长。如果PSE 01按照POE标准协议规定的冲击电流范围，在POE标准协议规定的限流时间范围内使得受电控制器021中的主功率管正常开启，则PD 02上电成功。如果超出了该限流时间范围，则上电失败。不同POE标准协议中规定的冲击电流范围和限流时间范围不同。例如，IEEE 802.3at中规定的冲击电流范围为400mA(毫安)至500mA，限流时间范围为50ms(毫秒)至75ms。

图3是本发明实施例提供的另一种以太网供电系统的结构示意图，如图3所示，该以太网供电系统可以包括多个PSE 01，每个PSE 01上可以设置有至少一个以太网接口。对比图1和图3可以看出，PD 02中的多个受电控制器021可以与同一个PSE 01的不同以太网接口连接，或者，也可以与不同的PSE 01连接。由于不同PSE 01提供的输入电压可能不同，而同一PSE 01的不同以太网接口通过不同类型或不同长短的以太网双绞线提供的输入电压也可能不同，因此同一PD 02中各受电控制器021接收到的输入电压可能会存在一定压差。

若PD 02中的第一受电控制器021所连接的以太网接口已经与PSE 01连接，且该受电控制器021通过该以太网接口接收到的输入电压较低。当PD 02中的第二受电控制器021所连接的以太网接口插入以太网双绞线时，即第二受电控制器021与PSE 01连接时，若该第二受电控制器021通过该以太网接口接收到的输入电压较高，则在该第二受电控制器021与PSE 01的握手阶段中，该第二受电控制器021中的主功率管缓慢开启时，PD 02中会形成两条不同输入电压的供电通路，且负载电路会接入至该输入电压较高的一个供电通路中。此时，由于第二受电控制器021在握手阶段的冲击电流一般为毫安级，而当负载电路的功率较大时，其负载电流会较大，可能会对该第二受电控制器021的冲击电流造成干扰，导致该冲击电流超过POE标准协议规定的冲击电流范围，该第二受电控制器021的主功率管重复开关(即打嗝)，第二受电控制器021无法在限流时间范围内正常上电。由于目前PSE 01提供的输入电压一般为42V至57V，因此功率大于20W左右的负载电路的负载电流均会对该第二受电控制器021的冲击电流造成较大干扰，影响该第二受电控制器021的正常上电。

并且，在将该第二受电控制器021与PSE 01连接后，若拔出第一受电控制器021所连接的以太网接口中的以太网双绞线，使得该第一受电控制器021与PSE 01断开连接，则负载电路将会掉电，受电控制器热备份失败。根据上述分析可知，对于较大功率的PD，仅在PD中设置多个并联的受电控制器，将无法实现受电控制器的热插拔，进而无法实现受电控制器的热备份。其中，受电控制器的热插拔可以是指，在保证负载电路不掉电的前提下，通过插入或者拔出以太网双绞线的方式，将受电控制器与PSE连接或者断开连接。

图4是本发明实施例提供的一种PD的结构示意图。如图4所示，该PD 02中可以设置有多个以太网接口J，该PD 02可以包括：多个受电控制器021、多个开关电路022、缓启动电路023、电压转换器024以及负载电路025，该多个开关电路022与该多个受电控制器021一一对应。

每个受电控制器021的输入端与一个以太网接口J连接，每个受电控制器021的输出端与对应的一个开关电路022的输入端连接。该多个受电控制器021连接的以太网接口J互不相同。并且，该多个受电控制器021可以通过不同的以太网接口J连接至不同的PSE 01，或者也可以连接至同一PSE 01。

每个开关电路022的输出端与缓启动电路023的第一端连接，每个开关电路022用于在其所连接的受电控制器021与PSE 01的握手阶段保持关断，以及在握手完成后(即供电阶段)保持导通。

该缓启动电路023的第二端与该电压转换器024的输入端连接，该电压转换器024的输出端与负载电路025连接，该缓启动电路023的第三端与每个受电控制器021的输出端连接。该缓启动电路023可以用于在任一开关电路022导通后，控制缓启动电路023的第一端与第二端导通，且缓启动电路023控制其第一端与第二端导通所需的时长大于预设时长。也即，缓启动电路023可以在开关电路022导通后缓慢开启。其中，该预设时长可以大于或等于该电压转换器024的输入电容充满电所需的时长。该输入电容充满电所需的时长与输入电容的容值的大小正相关，且与PSE 01提供的输入电压的大小正相关。

在本发明实施例中，开关电路022导通也需一定的时长，该缓启动电路023可以在该开关电路022开始导通后，即开关电路022的输出端有一定压差之后，缓慢开启。

本发明实施例提供的PD 02中，在每个受电控制器021与PSE 01的握手阶段，该受电控制器021所连接的开关电路022可以保持关断，切断该受电控制器021与缓启动电路023的连接，进而可以切断与负载电路025的连接。避免负载电路025已由其他受电控制器021供电时，该负载电路的负载电流影响正在上电的受电控制器021的冲击电流。由此可以确保PD02中的每个受电控制器均能正常上电，实现受电控制器的热备份。并且，在将PD 02中的某个受电控制器021与PSE 01连接后，若拔出已上电的受电控制器021所连接的以太网接口中的以太网双绞线，PD 02中的负载电路也不会掉电，因此还可以实现受电控制器的热插拔。

此外，当PD 02中某个受电控制器021上电完成，其所连接的开关电路022导通后，PSE01开始为电压转换器024的输入电容充电。该输入电容上电瞬间相当于短路。参考图5可以看出，流过开关电路022的电流I0较大，PSE 01加载至受电控制器021的输入端的输入电压V0不断被大电流下拉。此时，PSE 01可能会重复开启和关闭(即打嗝)，无法正常为负载电路供电。

而由于本发明实施例提供的PD中还设置有缓启动电路023，该缓启动电路023在开关电路022导通后缓慢开启，可以确保流过开关电路022的电流缓慢增大，PSE 01可以对电压转换器024的输入电容缓慢充电，进而使得该电压转换器024能够正常为负载电路供电。

综上所述，本发明实施例提供了一种PD，该PD可以包括多个开关电路，每个开关电路与对应的一个受电控制器连接，能够在该受电控制器与供电设备的握手阶段保持关断，从而可以切断受电控制器与负载电路的连接，避免负载电路的负载电流影响受电控制器正常上电，确保了受电控制器能够正常上电，不仅实现了受电控制器的热备份，而且可以实现受电控制器的热插拔。并且，该PD中还设置有缓启动电路，该缓启动电路具备缓慢开启的功能，能够保证对电压转换器的输入电容缓慢充电，确保负载电路上电成功。本发明实施例提供的PD工作时的灵活性和可靠性较高。

在本发明实施例中，该受电控制器021可以为支持POE标准协议的PD芯片，例如可以为TPS2373芯片、TPS2378芯片或LT4275芯片等，本发明实施例对该受电控制器021的芯片型号不做限定。该电压转换器024可以为直流-直流(direct current-direct currentconverter，DC-DC)转换器。该电压转换器024可以将PSE 01通过受电控制器021提供的输入电压转换为适用于负载电路025的电压，然后再将该转换后的电压加载至负载电路025。例如，该电压转换器024可以将PSE 02提供的输入电压转换为5V或12V的电压后加载至负载电路025。

图6是本发明实施例提供的另一种PD的结构示意图。如图6所示，该PD还可以包括：与该多个受电控制器021一一对应的多个整流电路031。每个受电控制器021的输入端可以通过对应的一个整流电路031与以太网接口J连接。即每个整流电路031的输入端与一个以太网接口J连接，每个整流电路031的输出端与对应的受电控制器021的输入端连接。

每个整流电路031可以对PSE 01提供的电源信号进行整流后(例如对电流方向进行整流后)再传输至受电控制器021，以便将不确定极性的输入电压转换为确定极性的输入电压。该每个整流电路031可以是桥式整流电路，例如每个整流电路031可以是由多个桥式连接的二极管组成的整流桥。示例的，参考图6，每个整流电路031可以是由8个桥式连接的二极管组成的整流桥。

在本发明实施例中，该PSE 01和PD 02上设置的以太网接口可以均为RJ45接口。该RJ45接口包括引脚1至引脚8共8个引脚，该8个引脚可以划分为4对引脚。如图6所示，引脚1与引脚2为一对引脚，引脚3与引脚6为一对引脚，引脚4与引脚5为一对引脚，引脚7与引脚8为一对引脚。PSE 01的一个以太网接口与PD 02的一个以太网接口对应相连后，可以仅通过4对引脚中的2对引脚传输电源信号，例如可以仅通过引脚1与引脚2，以及引脚3与引脚6传输电源信号。该2对引脚中的一对引脚可以为正极引脚，即以太网接口的正极电源端，另一对引脚可以为负极引脚，即以太网接口的负极电源端。或者，当PD 02中负载电路的功率较大时，参考图6，PSE 01的以太网接口J与PD 02的以太网接口J也可以通过全部的4对引脚传输电源信号。该4对引脚中的2对引脚可以为正极引脚，即以太网接口的正极电源端，另外2对引脚可以为负极引脚，即以太网接口的负极电源端。

可选的，每个整流电路031的输入端可以分别与一个以太网接口J的正极电源端和负极电源端连接，且每个整流电路031的输出端可以包括正极电源端和负极电源端，每个整流电路031可以将整流后的电源信号通过其正极电源端和负极电源端传输至受电控制器021。相应的，每个受电控制器021可以与对应的整流电路031的正极电源端和负极电源端连接。例如图6中的第一个整流电路031的输出端包括：正极电源端VDD1和负极电源端VSS1；第二个整流电路031的输出端包括：正极电源端VDD2和负极电源端VSS2。

图7是本发明实施例提供的又一种PD的结构示意图。参考图6和图7可以看出，每个受电控制器021还可以包括主功率管Q0。该主功率管Q0可以为受电控制器021中，在握手阶段起缓启动作用的晶体管，可以用于抑制上电过程中的冲击电流。

每个受电控制器021的输出端可以包括：回路(return，RTN)引脚、电源就绪(powergood，PG)引脚以及电源引脚V0。该电源引脚V0可以与对应的一个以太网接口J的正极电源端和负极电源端中的一个电源端连接，该主功率管Q0的第一极可以与对应的一个以太网接口的正极电源端和负极电源端中的另一个电源端连接，该主功率管Q0的第二极与该回路引脚连接。该电源就绪引脚的电平在握手阶段为关断电平，在供电阶段为有效电平。即每个受电控制器021可以在握手阶段结束后，控制其电源就绪引脚的电平由关断电平跳变为有效电平。在不同类型的受电控制器021中，该电源就绪引脚的名称可以不同，例如，在TPS2378芯片中，该电源就绪引脚一般称为T2P引脚。

可选的，在本发明实施例中，每个开关电路022还可以包括控制端，每个开关电路022的控制端可以与对应的一个受电控制器021的电源就绪引脚连接。每个开关电路022可以在检测到其控制端的电平为有效电平(即受电控制器021的电源就绪引脚的电平为有效电平)时，控制其输入端与输出端导通，并可以在其控制端的电平为关断电平时，控制其输入端与输出端关断。由此，该每个开关电路022即可在其所连接的受电控制器021与PSE01的握手阶段保持关断，并在供电阶段保持导通。

在一种可选的实现方式中，如图6所示，受电控制器021的电源引脚V0可以与对应的一个以太网接口J的正极电源端直接连接，该受电控制器021的主功率管Q0的第一极可以与对应的一个以太网接口J的负极电源端连接，也即是，受电控制器021的主功率管Q0可以设置在负线上。

在该实现方式中，如图6所示，每个开关电路022的输入端可以与对应的一个受电控制器021的回路引脚连接。该缓启动电路023的第三端可以与每个受电控制器021的电源引脚V0连接，即该缓启动电路023的第三端可以与每个以太网接口J的正极电源端直接连接。当任一开关电路022导通后，该PSE 01即可将电源信号通过受电控制器021和导通的开关电路022加载至缓启动电路023，该缓启动电路023缓慢开启，并为电压转换器024的输入电容充电。

示例的，参考图6，第一个受电控制器021的电源引脚V0可以与第一个整流电路031的正极电源端VDD1连接，主功率管Q0的第一极可以与该第一个整流电路031的负极电源端VSS1连接。第一个开关电路022的输入端与该第一个受电控制器021的回路引脚连接，该缓启动电路023的第三端分别与第一个整流电路031的正极电源端VDD1，以及第二个整流电路031的正极电源端VDD2直接连接。

在另一种可选的实现方式中，如图7所示，受电控制器021的电源引脚V0可以与对应的一个以太网接口J的负极电源端直接连接，该受电控制器021的主功率管Q0的第一极可以与对应的一个以太网接口J的正极电源端连接，即受电控制器021的主功率管Q0可以设置在正线上。

在该实现方式中，如图7所示，每个开关电路022的输入端可以与对应的一个受电控制器021的电源引脚V0连接，即每个开关电路022的输入端可以与对应的一个以太网接口J的负极电源端直接连接。该缓启动电路023的第三端可以与每个受电控制器021的回路引脚连接。当任一开关电路022导通后，该PSE 01即可将电源信号通过受电控制器021和导通的开关电路022加载至缓启动电路023，该缓启动电路023缓慢开启，并为电压转换器024的输入电容充电。

示例的，参考图7，第一个受电控制器021的电源引脚V0可以与第一个整流电路031的负极电源端VSS1连接，主功率管Q0的第一极可以与该第一个整流电路031的正极电源端VDD1连接。第一个开关电路022的输入端与该第一个整流电路031的负极电源端VSS1直接连接。缓启动电路023的第三端分别与第一个受电控制器021的回路引脚以及第二个受电控制器021的回路引脚连接。

在本发明实施例中，该受电控制器021可以为集成芯片，该受电控制器021中的主功率管Q0可以集成在集成芯片的内部。或者，该受电控制器021可以包括一集成芯片，以及与该集成芯片连接的主功率管Q0，即该主功率管Q0可以外挂在集成芯片的外部。一般根据受电控制器021型号的不同，主功率管Q0的设置位置有所不同。例如，在TPS2373芯片和TPS2378芯片中，主功率管Q0设置在负线上。在LT4275芯片中，主功率管Q0设置在正线上。

作为本发明实施例一种可选的实现方式，如图6和图7所示，该PD中可以仅设置一个缓启动电路023。该缓启动电路023可以包括：缓冲子电路0231和第一晶体管Q1。

该缓冲子电路0231分别与每个受电控制器021的输出端、该第一晶体管Q1的栅极和该第一晶体管Q1的第一极连接，该缓冲子电路0231用于将每个受电控制器021提供的电源信号延时后加载至该第一晶体管Q1，从而延长该第一晶体管Q1开启所需的时长，即延长该缓启动电路的第一端与第二端导通所需的时长。

示例的，图6和图7所示的PD中包括两个受电控制器021以及一个缓启动电路023。该缓冲子电路0231可以分别与每个受电控制器021的电源引脚V0连接，即该缓冲子电路0231可以分别与每个整流电路031的正极电源端连接。或者，该缓冲子电路0231可以分别与每个受电控制器021的回路引脚连接。

该第一晶体管Q1的第一极与每个开关电路022的输出端连接，该第一晶体管Q1的第二极与该电压转换器024的输入端连接。

参考图4、图6和图7可以看出，该缓冲子电路0231与每个受电控制器021连接的一端即为该缓启动电路023的第三端，第一晶体管Q1的第一极即为该缓启动电路023的第一端，该第一晶体管Q1的第二极即为该缓启动电路023的第二端。其中，该第一晶体管Q1可以为MOSFET，该第一晶体管Q1的第一极可以为源极，第二极可以为漏极。

第一晶体管Q1的栅极和第一极加载电源信号时，第一晶体管Q1开启，其第一极和第二极导通，从而可以将开关电路022的输出端与电压转换器024的输入端导通。PSE 01即可为该电压转换器024的输入电容(即图6和图7所示的第四电容C4)充电。

根据上述分析可知，该第一晶体管Q1导通所需的时长即为该缓启动电路023的第一端和第二端导通所需的时长。电压转换器024的输入电容充满电的时长可以根据该输入电容的容值大小确定。因此可以根据该输入电容的容值大小，通过调整第一晶体管Q1的相关参数来调整其导通所需的时长，使该时长大于该输入电容充满电所需的时长。

可选的，如图6和图7所示，该缓冲子电路0231可以包括：第一电阻R1、第二电阻R2以及第一电容C1。

该第一电阻R1的一端与每个受电控制器021的输出端(例如电源引脚V0或者回路引脚)连接，该第一电阻R1的另一端与该第一晶体管Q1的栅极连接。

该第二电阻R2的一端与该第一晶体管Q1的栅极连接，该第二电阻R2的另一端与该第一晶体管Q1的第一极连接。

该第一电容C1的一端与该第一晶体管Q1的栅极连接，另一端与该第一晶体管Q1的第一极连接。

在本发明实施例中，采用两个电阻和一个电容组成缓冲子电路，该缓冲子电路的结构较为简单，成本较低。并且，可以通过调节该两个电阻的阻值以及该第一电容的容值，实现对该缓冲子电路0231的延时时间的调整。示例的，该第一电阻R1的阻值可以为100千欧(KΩ)，该第二电阻R2的阻值可以为30KΩ，该第一电容C1的容值可以为2.2微法(μF)。

在本发明实施例中，该缓冲子电路0231除了可以采用图6及图7所示的电阻和电容组合的方式实现，还可以直接采用缓启动芯片或者过流保护芯片实现，本发明实施例对该缓冲子电路0231的实现方式不做限定。

在本发明实施例中，如图6和图7所示，该PD还可以包括：与该多个开关电路022一一对应的多个单向导通电路026。

每个单向导通电路026可以串联在对应的一个开关电路022的输出端和该缓启动电路023的第一端之间，即每个单向导通电路026的一端可以与对应的一个开关电路022的输出端连接，另一端可以与该缓启动电路023的第一端连接。每个单向导通电路026可以用于禁止电流由该开关电路022流向该缓启动电路023的第一端。

由于PD中包括多个受电控制器021，当该多个受电控制器021需同时工作时，每个受电控制器021产生的漏电流可能对其他受电控制器021的正常上电造成干扰。由于该PD中的每个单向导通电路026仅允许电流由缓启动电路023的第一端流向开关电路022，而禁止电流由该开关电路022流向该缓启动电路023的第一端，从而可以避免在握手阶段中，PD中的漏电流对受电控制器021的正常上电造成影响。

可选的，参考图6和图7，每个单向导通电路026可以包括：二极管D1。

该二极管D1的阴极可以与对应的一个开关电路022的输出端连接，该二极管D1的阳极可以与该缓启动电路023的第一端连接。由于二极管D1仅允许电流由其阳极流向阴极，因此可以禁止电流由开关电路022流向缓启动电路023的第一端，实现防漏电流的功能。并且，采用二极管作为单向导通电路，可以简化PD的结构，降低PD的成本。

可选的，除了二极管D1之外，该单向导通电路026也可以由MOSFET或者继电器等元件实现，本发明实施例对该单向导通电路026的实现方式不做限定，只需保证该单向导通电路026能够禁止电流由该开关电路022流向该缓启动电路023的第一端即可。

图8是本发明实施例提供的又一种PD的结构示意图。作为本发明实施例另一种可选的实现方式，参考图8，该缓启动电路023可以包括：与该多个开关电路022一一对应的多个缓启动子电路023a，该多个缓启动子电路023a与该多个受电控制器021也一一对应。

每个开关电路022的输出端可以与对应的一个缓启动子电路023a的第一端连接。每个缓启动子电路023a的第二端均与该电压转换器024的输入端连接，每个缓启动子电路023a的第三端与对应的一个受电控制器021的输出端连接。每个缓启动子电路023a可以用于在其所连接的开关电路022导通后，控制该缓启动子电路023a的第一端与该缓启动子电路023a的第二端导通，且控制其第一端与第二端导通所需的时长大于预设时长。

对于缓启动电路023包括多个缓启动子电路023a的场景，该缓启动电路023的第一端即包括该多个缓启动子电路023a的第一端，该缓启动电路023的第二端即包括该多个缓启动子电路023a的第二端，该缓启动电路023的第三端即包括该多个缓启动子电路023a的第三端。

从图8还可以看出，每个缓启动子电路023a的第三端可以与对应的一个受电控制器021的电源引脚V0连接，即每个缓启动子电路023a的第三端可以与对应的一个受电控制器021所连接的整流电路031的正极电源端连接。或者，每个缓启动子电路023a的第三端还可以与对应的一个受电控制器021的回路引脚连接。

例如，图8所示的PD中包括两个受电控制器021、两个开关电路022以及两个缓启动子电路023a。其中，第一个受电控制器021与第一个以太网接口J和第一个开关电路022连接，该第一个开关电路022与第一个缓启动子电路023a连接，该第一个缓启动子电路023a的第三端可以与第一个受电控制器021的电源引脚V0连接，即可以与第一个整流电路031的正极电源端VDD1连接。第二个受电控制器021与第二个以太网接口J和第二个开关电路022连接，该第二个开关电路022与第二个缓启动子电路023a连接，该第二个缓启动子电路023a的第三端可以与第二个整流电路031的正极电源端VDD2连接。

可选的，参考图8，每个缓启动子电路023a的结构可以与图6和图7所示PD中的缓启动电路023的结构相同。也即，每个缓启动子电路023a均可以包括一个缓冲子电路031和第一晶体管Q1。如图8所示，该缓冲子电路0231分别与对应的一个受电控制器021的输出端、该第一晶体管Q1的栅极和该第一晶体管Q1的第一极连接，该缓冲子电路0231用于将其所连接的受电控制器021提供的电源信号延时后加载至该第一晶体管Q1的栅极。

该第一晶体管Q1的第一极与对应的一个开关电路022的输出端连接，该第一晶体管Q1的第二极与该电压转换器024的输入端连接。

与图6和图7所示的结构相同，该每个缓启动子电路023a中的缓冲子电路0231也可以包括第一电阻R1、第二电阻R2以及第一电容C1。该第一电阻R1、第二电阻R2以及第一电容C1的连接关系参考可以上文描述，此处不再赘述。

对于缓启动电路023包括多个缓启动子电路023a的场景，如图8所示，该PD还可以包括：与该多个缓启动子电路023a一一对应的多个单向导通电路026，以及与该多个缓启动子电路023a一一对应的多个隔离控制电路027，该多个隔离控制电路027与该多个受电控制器021也一一对应。

参考图8，每个单向导通电路026的一端与对应的一个缓启动子电路023a的第一端连接，每个单向导通电路026的另一端与对应的一个缓启动子电路023a的第二端连接。即每个单向导通电路026可以与对应的一个缓启动子电路023a的第一端和第二端并联。

每个隔离控制电路027的输入端与对应的一个受电控制器021的输出端连接，每个隔离控制电路027的输出端与其他缓启动子电路023a连接，每个隔离控制电路027用于在检测到其所连接的受电控制器021提供的电源信号时，控制其所连接的其他缓启动子电路023a关断。其中，每个隔离控制电路027所连接的其他缓启动子电路023a是指PD包括的多个缓启动子电路中，除该隔离控制电路027对应的缓启动子电路之外的缓启动子电路。

示例的，每个隔离控制电路027可以在检测到其所连接的受电控制器021提供的电源信号时，向其所连接的其他缓启动子电路023a输出关断电平的控制信号，从而控制其他缓启动子电路023a均关断，即控制其他缓启动子电路023a停止工作。当每个缓启动子电路023均包括第一晶体管Q1时，每个隔离控制电路027的输出端可以分别与其他缓启动子电路023a中第一晶体管Q1的栅极和第一极连接。

可选的，与图6和图7所示的结构类似，该每个单向导通电路026可以包括一个二极管D1，该二极管D1的阴极与该缓启动子电路023a的第一端连接，阳极与该缓启动子电路023a的第二端连接。

在本发明实施例中，每个隔离控制电路027可以包括光耦合器，或者可以包括光耦合器和三极管。本发明实施例对该隔离控制电路027的实现方式不做限定，仅需保证该隔离控制电路027能够在检测到电源信号时，输出关断电平的控制信号即可。

当该PD包括的多个受电控制器021中的第一受电控制器021上电成功后，该第一受电控制器021可以向其对应的隔离控制电路027提供电源信号，该隔离控制电路027进而可以控制其他缓启动子电路023a关断。此时与该被关断的缓启动子电路023a并联的单向导通电路026正常工作。当该多个受电控制器021中的第二受电控制器021上电时，该第二受电控制器021对应的单向导通电路026可以实现防漏电流的功能。当该第二受电控制器021上电成功后，可以控制该第一受电控制器021对应的缓启动子电路023a关断。也即是，当PD包括的多个受电控制器021中有至少两个受电控制器021同时工作时，该PD中的缓启动子电路023a均被关断，可以有效节省PD的功耗。例如当每个缓启动子电路023a包括一个第一晶体管Q1时，若负载电流的大小为2A，则该被关断的第一晶体管Q1可以节省约0.24W的功耗。

并且，由于第一受电控制器021上电成功后，电压转换器024的输入电容已充满电。第二受电控制器021上电过程中，若该第二受电控制器021接入的输入电压小于或等于第一受电控制器021，则该第二受电控制器021无需为该电压转换器024的输入电容充电。此时流过该第二受电控制器021的开关电路022中的电流较小，不会对受电控制器021的输入端所加载的输入电压造成影响。因此即使该第二受电控制器021对应的缓启动子电路023a停止工作，也不会对第二受电控制器021的正常上电造成影响。若该第二受电控制器021接入的输入电压大于第一受电控制器021提供的输入电压，则该第二受电控制器021为该电压转换器024的输入电容充电时，仅需将该两个输入电压的压差充满即可。由于POE标准协议中，PSE 02提供的输入电压的变化范围一般为42V至57V，故两个输入电压的压差最大为15V，该压差较小，流过该第二受电控制器021的开关电路022中的电流也较小，因此即使该第二受电控制器021对应的缓启动子电路023a停止工作，也可以保证对电压转换器024的输入电容正常充电。

当该PD中仅有一个受电控制器021工作时，即仅有一个受电控制器021所连接的以太网接口J与PSE 01相连时，该工作的受电控制器021对应的隔离控制电路027可以控制其他受电控制器021对应的缓启动子电路023a关断。此时，仅该工作的受电控制器021对应的缓启动子电路023a正常工作，该正常工作的缓启动子电路023a可以确保对电压转换器021的输入电容缓慢充电。并且，该正常工作的缓启动子电路023a可以将其所并联的单向导通电路026旁路掉，使其所并联的单向导通电路026停止工作，从而有效节省了功耗。例如，当该单向导通电路026包括二极管D1时，若负载电流的大小为2A，则每个被旁路的二极管D1可以节省约2W的功耗。并且，由于仅有一个受电控制器021工作时，其他受电控制器021并不会产生漏电流，故即使单向导通电路026停止工作，也不会对该工作的受电控制器021的正常上电造成影响。

示例的，参考图8，假设PD中包括两个受电控制器021，缓启动电路023包括两个缓启动子电路023a，则该PD中可以对应设置两个单向导通电路026以及两个隔离控制电路027。其中第一个隔离控制电路027的输入端可以与第一个受电控制器021的输出端连接，例如，可以与第一个受电控制器021的电源引脚V0(即第一个整流电路031的正极电源引脚VDD1)和回路引脚(即V3节点)连接。该第一个隔离控制电路027的输出端可以与第二个缓启动子电路023a中第一晶体管Q1的栅极(即P2节点)和第一极(即V2节点)连接。第二个隔离控制电路027的输入端可以与第二个受电控制器021的输出端连接，例如，可以与第二个受电控制器021的电源引脚V0(即第二个整流电路031的正极电源引脚VDD2)和回路引脚(即V4节点)连接。该第二个隔离控制电路027的输出端可以与第一个缓启动子电路023a中第一晶体管Q1的栅极(即P1节点)和第一极(即V1节点)连接。

当仅第一个受电控制器021正常工作时，第一个隔离控制电路027可以在第一个受电控制器021提供的电源信号的控制下，控制第二个缓启动子电路023a中的第一晶体管Q1关断，该第二个缓启动子电路023a停止工作，与该第二个缓启动子电路023a并联的单向导通电路026正常工作。由于第二个受电控制器021停止工作，因此该第二个隔离控制电路027也停止工作，不会对第一个缓启动子电路023a的正常工作造成影响。

当两个受电控制器021均正常工作时，第一个隔离控制电路027可以在第一个受电控制器021提供的电源信号的控制下，控制第二个缓启动子电路023a中的第一晶体管Q1关断，该第二个缓启动子电路023a停止工作，与该第二个缓启动子电路023a并联的单向导通电路026正常工作。第二个隔离控制电路027可以在第二个受电控制器021提供的电源信号的控制下，控制第一个缓启动子电路023a中的第一晶体管Q1关断，该第一个缓启动子电路023a停止工作，与该第一个缓启动子电路023a并联的单向导通电路026正常工作。

表1示出了图8所示的PD中各器件的工作状态，其中X代表第一个受电控制器021，Y代表第二个受电控制器021，X-A代表第一个受电控制器021对应的缓启动子电路023a，Y-A代表第二个受电控制器021对应的缓启动子电路023a。X-B代表第一个受电控制器021对应的开关电路022，Y-B代表第二个受电控制器021对应的开关电路022。对于受电控制器021和缓启动子电路023a，1代表正常工作，0代表停止工作。对于开关电路022，1代表导通，0代表关断。

表1

X	Y	X-A	X-B	Y-A	Y-B
						1	1	0	1	0	1
1	0	1	1	0	0
						0	1	0	0	1	1
0	0	0	0	0	0

参考表1可以看出，每个开关电路022可以在对应的受电控制器021正常工作时保持导通，并可以在对应的受电控制器021停止工作时保持关断。每个缓启动子电路023a仅在对应的受电控制器021单独工作时，处于工作状态；否则，缓启动子电路023a停止工作。因此，当PD包括的多个受电控制器021同时工作时，各缓启动子电路023a停止工作，可以节省缓启动子电路023a的功耗。当PD包括的多个受电控制器021中仅一个受电控制器021工作时，该受电控制器021对应的缓启动子电路023a正常工作，与该正常工作的缓启动子电路023a并联的单向导通电路026停止工作，可以节省单向导通电路026的功耗。

可选的，参考图6至图8，每个开关电路022可以包括：第二晶体管Q2。该第二晶体管Q2可以为MOSFET，该第二晶体管Q1的第一极可以为源极，第二极可以为漏极。

作为一种可选的实现方式，当受电控制器021中的主功率管Q0设置在负线上时，参考图6和图8，该第二晶体管Q2的栅极与该电源就绪引脚连接，该第二晶体管Q2的第一极与该回路引脚连接，该第二晶体管Q2的第二极与该缓启动电路023的第一端连接。

作为另一种可选的实现方式，当受电控制器021中的主功率管Q0设置在正线上时，参考图7，该第二晶体管Q2的栅极与该电源就绪引脚连接，该第二晶体管Q2的第一极与该电源引脚V0连接，即与整流电路031的负极电源端直接连接，该第二晶体管Q2的第二极与该缓启动电路023的第一端连接。

可选的，如图6和图7所示，每个开关电路022中的第二晶体管Q2的第二极可以通过一个二极管D1与第一晶体管Q1的第一极连接。或者，参考图8，每个开关电路022中的第二晶体管Q2的第二极也可以直接与对应的一个缓启动子电路023a中第一晶体管Q1的第一极连接。

当某个受电控制器021处于握手阶段时，该受电控制器021所连接的开关电路022中的第二晶体管Q2可以关断，该受电控制器021的回路引脚(或电源引脚)与缓启动电路023的第一端断开连接，从而可以切断负载电路025与受电控制器021的连接。当某个受电控制器021处于供电阶段时，该受电控制器021所连接的开关电路022中的第二晶体管Q2可以开启，该受电控制器021的回路引脚(或电源引脚)与缓启动电路023的第一端导通，从而可以将负载电路025与受电控制器021连通。

为了确保PD中各受电控制器021能够实现快速热插拔，需保证该每个开关电路022能够快速导通或关断。因此，可以调整该第二晶体管Q2导通所需的时长，使得该时长较短，以确保开关电路022的快速导通和关断。

在本发明实施例中，可以通过调整晶体管的米勒平台(miller plateau)的时长，来调整晶体管导通所需的时长。对于开关电路022中的第二晶体管Q2，可以减小第二晶体管Q2处于米勒平台的时长。对于缓启动电路023中的第一晶体管Q1，由于需要确保对电压转换器024的输入电容正常充电，因此可以适当增加第一晶体管Q1的米勒平台的时长。并且考虑到第一晶体管Q1的散热问题，该第一晶体管Q1的米勒平台的时长不能过长。

可选的，如图6至图8所示，该缓启动电路023还可以包括：串联的第三电阻R3和第二电容C2。该串联的第三电阻R3和第二电容C2的一端与该第一晶体管Q1的栅极连接，该串联的第三电阻R3和第二电容C2的另一端与第一晶体管Q1的第二极连接。

示例的，该第三电阻R3的一端与第一晶体管Q1的栅极连接，该第三电阻R3的另一端与该第二电容C2的一端连接，该第二电容C2的另一端与该第一晶体管Q1的第二极连接。

如图6至图8所示，每个开关电路022还可以包括：串联的第四电阻R4和第三电容C3。该串联的第四电阻R4和第三电容C3的一端与第二晶体管Q2的栅极连接，该串联的第四电阻R4和第三电容C3的另一端与第二晶体管Q2的第二极连接。

示例的，该第四电阻R4的一端与第二晶体管Q2的栅极连接，该第四电阻R4的另一端与该第三电容C3的一端连接，该第三电容C3的另一端与该第二晶体管Q2的第二极连接。

在本发明实施例中，可以通过调整串联在每个晶体管的栅极和第二极之间的电阻的阻值，以及电容的容值，来调整该晶体管的米勒平台的时，进而可以实现对晶体管导通所需时长的灵活调整。

图9是本发明实施例提供的一种第一晶体管和第二晶体管的栅源电压差Vgs随时间变化的示意图。参考图9可以看出，第一晶体管Q1在第二晶体管Q2进入米勒平台后开始导通。在本发明实施例中，可以通过调整该第三电阻R3的阻值、第二电容C2的容值、第四电阻R4的阻值以及第三电容C3的容值，使得该第一晶体管Q1和第二晶体管Q2的米勒平台部分重合，且第一晶体管Q1的米勒平台的时长t1大于第二晶体管Q2的米勒平台的时长t2。确保电压转换器024的输入电容被充满的同时，第一晶体管Q1和第二晶体管Q2能够安全工作。

可选的，对于图8所示的结构，该每个开关电路022中的第二晶体管Q2导通所需的时长在保证实现快速热插拔的同时，还需保证能够在一定的压差下，为电压转换器024的输入电容正常充电，即该第二晶体管Q2也需具备一定的缓启动功能。根据上文针对图8所示结构的介绍可知，当PD中的第一受电控制器021已经正常工作时，除了该第一受电控制器021对应的缓启动子电路023a之外，其他缓启动子电路023a均关断。则当第二受电控制器021上电时，且该第二受电控制器021输入端接入的输入电压高于第一受电控制器021的输入电压时，第二受电控制器021需要继续为电压转换器024的输入电容进行少量充电。由于此时该第二受电控制器021对应的缓启动子电路023a已经关断，该第二受电控制器021对应的开关电路022中第二晶体管Q2的缓启动功能可以确保对电压转换器024的输入电容正常充电。

可选的，参考图6至图8，本发明实施例提供的PD还可以包括：逻辑控制电路028。

该逻辑控制电路028的输入端分别与每个受电控制器021的电源就绪引脚连接，该逻辑控制电路028的输出端与该电压转换器024的使能(enable，EN)引脚连接。该逻辑控制电路021可以用于在任一电源就绪引脚的电平为有效电平时，向该电压转换器024的使能引脚输出有效电平的控制信号，从而启动该电压转换器024。

示例的，该逻辑控制电路021可以为或门。当然，该逻辑控制电路021也可以是由其他元器件组成的逻辑或电路，只需保证能够在其所连接的任一电源就绪引脚的电平为有效电平时输出有效电平的控制信号即可。

在本发明实施例中，该PD还可以包括：延时电路029。

在一种可选的实现方式中，该延时电路029的一端可以分别与每个受电控制器021的电源就绪引脚连接，该延时电路的另一端可以与该逻辑控制电路028的输入端连接。即该延时电路029可以将每个受电控制器021的电源就绪引脚提供的信号均进行延时后再传输至该逻辑控制电路028。

在另一种可选的实现方式中，参考图6，该延时电路029的一端可以与该逻辑控制电路028的输出端连接，该延时电路029的另一端与该电压转换器024的使能引脚连接。即该延时电路029可以将逻辑控制电路028提供的信号进行延时后再传输至电压转换器024。

通过设置该延时电路029，可以确保电压转换器024在缓启动电路023中的第一晶体管Q1开启后再启动。若电压转换器024在受电控制器021握手阶段启动，则会导致受电控制器021的输入端加载的输入电压骤降，进而导致受电控制器021无法正常上电。

可选的，如图6至图8所示，该PD还可以包括：第四电容C4。该第四电容C4与该电压转换器024的输入端并联。该第四电容C4即为电压转换器024的输入电容，因此也可以将该第四电容C4作为该电压转换器024的一部分。该第四电容C4可以用于实现浪涌保护和稳压保护等功能。

由于本发明实施例提供的PD中设置有缓启动电路023，因此即使该第四电容C4的容值较大，该缓启动电路023也可以确保将该第四电容C4充满电。

在本发明实施例中，参考图6至图8，该PD还可以包括：共模电感L，缓启动电路023的输出端可以通过该共模电感L与电压转换器024的输入端连接。示例的，该共模电感L的两个输入端可以分别与缓启动电路023的输出端以及整流电路031的正极电源端连接，该共模电感L的两个输出端可以分别与第四电容C4的两端连接。该共模电感L可以过滤PD中的共模的电磁干扰信号，确保PD工作时的可靠性。

可选的，该共模电感L还可以设置在开关电路022与缓启动电路023之间，或者设置在受电控制器021的输出端与开关电路022之间，又或者，还可以设置在受电控制器021的输入端。本发明实施例对该共模电感L的设置位置不做限定。

如图6至图8所示，每个受电控制器021的输出端还可以并联有第五电容C5，每个受电控制器021的输入端还可以并联有第六电容C6。每个受电控制器021的输入端可以通过第五电阻R5与整流电路的正极电源端的连接，并可以通过第六电阻R6与整流电路的负极电源端连接。

其中，该第五电容C5和第六电容C6可以为用于实现浪涌保护和稳压保护等功能的电容(即用于实现环路稳定性的电容)。该第五电阻R5可以为检测电阻，该第六电阻R6可以为分级电阻。

可选的，本发明实施例提供的PD中还可以设置有直流电源接口，PD可以通过该直流电源接口与直流电源连接，即PD的负载电路还可以由直流电源直接供电。本发明实施例提供的PD不仅可以实现受电控制器的热备份和热插拔，还可以实现该直流电源接口的热插拔。

综上所述，本发明实施例提供了一种PD，该PD可以包括多个开关电路，每个开关电路与对应的一个受电控制器连接，能够在该受电控制器与供电设备的握手阶段保持关断，从而可以切断受电控制器与负载电路的连接，避免负载电路的负载电流影响受电控制器正常上电，确保了受电控制器能够正常上电，不仅实现了受电控制器的热备份，而且可以实现受电控制器的热插拔。并且，该PD中还设置有缓启动电路，该缓启动电路具备缓慢开启的功能，能够保证对电压转换器的输入电容缓慢充电，确保负载电路上电成功。本发明实施例提供的PD工作时的灵活性和可靠性较高。

本发明实施例还提供了一种以太网供电系统，参考图1和图3，该系统可以包括：PSE 01，以及与该PSE 01连接的PD 02。该PD 02可以为图4以及图6至图8任一所示的PD。

作为一种可选的实现方式，如图1所示，该系统可以包括一个PSE 01，该一个PSE01可以包括多个以太网接口。PD 02中不同的受电控制器021可以与该PSE 01的不同以太网接口连接。

作为另一种可选的实现方式，如图3所示，该系统还可以包括多个PSE 01，每个PSE01可以包括至少一个以太网接口。PD 02中的不同受电控制器021可以与不同的PSE 01连接。

可选的，该以太网供电系统可以应用于无线局域网(wireless local areanetworks，WLAN)等无线通信系统、移动通信系统或者监控系统中。

示例的，该以太网供电系统中的受电设备可以为无线局域网接入节点，该供电设备可以为路由器、交换机或者防火墙等。或者，该受电设备可以为微基站，该供电设备可以为RRU或BBU。

以上所述仅为本申请的示例性实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种受电设备，其特征在于，所述受电设备中设置有多个以太网接口，所述受电设备包括：多个受电控制器、多个开关电路、缓启动电路、电压转换器以及负载电路，所述多个开关电路与所述多个受电控制器一一对应；

每个所述受电控制器的输入端与一个所述以太网接口连接，每个所述受电控制器的输出端与对应的一个所述开关电路的输入端连接，所述多个受电控制器连接的以太网接口互不相同；

每个所述开关电路的输出端与所述缓启动电路的第一端连接，每个所述开关电路用于在其所连接的受电控制器与供电设备的握手阶段保持关断，以及在握手完成后保持导通，其中所述供电设备为用于为所述受电设备供电的设备；

所述缓启动电路的第二端与所述电压转换器的输入端连接，所述电压转换器的输出端与所述负载电路连接，所述缓启动电路的第三端与每个所述受电控制器的输出端连接，所述缓启动电路用于在任一所述开关电路导通后，控制所述第一端与所述第二端导通，且控制所述第一端与所述第二端导通所需的时长大于预设时长。

2.根据权利要求1所述的受电设备，其特征在于，所述缓启动电路包括：缓冲子电路和第一晶体管；

所述缓冲子电路分别与每个所述受电控制器的输出端、所述第一晶体管的栅极以及所述第一晶体管的第一极连接，所述缓冲子电路用于在任一所述开关电路导通后，将每个所述受电控制器提供的电源信号延时后加载至所述第一晶体管；

所述第一晶体管的第一极与每个所述开关电路的输出端连接，所述第一晶体管的第二极与所述电压转换器的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的受电设备，其特征在于，所述缓冲子电路包括：第一电阻、第二电阻以及第一电容；

所述第一电阻的一端与每个所述受电控制器的输出端连接，所述第一电阻的另一端与所述第一晶体管的栅极连接；

所述第二电阻的一端与所述第一晶体管的栅极连接，所述第二电阻的另一端与所述第一晶体管的第一极连接；

所述第一电容的一端与所述第一晶体管的栅极连接，另一端与所述第一晶体管的第一极连接。

4.根据权利要求2所述的受电设备，其特征在于，所述缓启动电路还包括：串联的第三电阻和第二电容；

所述串联的第三电阻和第二电容的一端与所述第一晶体管的栅极连接，所述串联的第三电阻和第二电容的另一端与所述第一晶体管的第二极连接。

5.根据权利要求1所述的受电设备，其特征在于，所述受电设备还包括：与所述多个开关电路一一对应的多个单向导通电路；

每个所述单向导通电路串联在对应的一个所述开关电路的输出端和所述缓启动电路的第一端之间，每个所述单向导通电路用于禁止电流由所述开关电路流向所述缓启动电路的第一端。

6.根据权利要求5所述的受电设备，其特征在于，每个所述单向导通电路包括：二极管；

所述二极管的阴极与对应的一个所述开关电路的输出端连接，所述二极管的阳极与所述缓启动电路的第一端连接。

7.根据权利要求1所述的受电设备，其特征在于，所述缓启动电路包括：与所述多个开关电路一一对应的多个缓启动子电路，且所述多个缓启动子电路与所述多个受电控制器一一对应；

每个所述开关电路的输出端与对应的一个所述缓启动子电路的第一端连接；

每个所述缓启动子电路的第二端与所述电压转换器的输入端连接，每个所述缓启动子电路的第三端与对应的一个所述受电控制器的输出端连接，每个所述缓启动子电路用于在对应的开关电路导通后，控制所述缓启动子电路的第一端与所述缓启动子电路的第二端导通。

8.根据权利要求7所述的受电设备，其特征在于，所述受电设备还包括：与所述多个缓启动子电路一一对应的多个单向导通电路，以及与所述多个缓启动子电路一一对应的多个隔离控制电路，所述多个隔离控制电路与所述多个受电控制器一一对应；

每个所述单向导通电路的一端与对应的一个所述缓启动子电路的第一端连接，每个所述单向导通电路的另一端与对应的一个所述缓启动子电路的第二端连接；

每个所述隔离控制电路的输入端与对应的一个所述受电控制器的输出端连接，每个所述隔离控制电路的输出端与其他缓启动子电路连接，每个所述隔离控制电路用于在检测到其所连接的受电控制器提供的电源信号时，控制其所连接的其他缓启动子电路关断；

其中，所述其他缓启动子电路为所述多个缓启动子电路中，除所述隔离控制电路对应的缓启动子电路之外的缓启动子电路。

9.根据权利要求1至8任一所述的受电设备，其特征在于，每个所述受电控制器包括主功率管，每个所述受电控制器的输出端包括：回路引脚、电源就绪引脚以及电源引脚；所述电源引脚与对应的一个以太网接口的正极电源端连接，所述主功率管的第一极与对应的一个以太网接口的负极电源端连接，所述主功率管的第二极与所述回路引脚连接；所述电源就绪引脚的电平在所述握手阶段为关断电平，在握手完成后为有效电平；

每个所述开关电路还包括控制端，每个所述开关电路的控制端与对应的一个受电控制器的电源就绪引脚连接，每个所述开关电路的输入端与对应的一个所述受电控制器的回路引脚连接，每个所述开关电路用于在所述控制端的电平为有效电平时，控制所述开关电路的输入端与输出端导通；

所述缓启动电路的第三端与每个所述受电控制器的电源引脚连接。

10.根据权利要求1至8任一所述的受电设备，其特征在于，每个所述受电控制器包括主功率管，每个所述受电控制器的输出端包括：回路引脚、电源就绪引脚以及电源引脚；所述电源引脚与对应的一个以太网接口的负极电源连接，所述主功率管的第一极与对应的一个以太网接口的正极电源端连接，所述主功率管的第二极与所述回路引脚连接；所述电源就绪引脚的电平在所述握手阶段为关断电平，在握手完成后为有效电平；

每个所述开关电路还包括控制端，每个所述开关电路的控制端与对应的一个受电控制器的电源就绪引脚连接，每个所述开关电路的输入端与对应的一个所述受电控制器的电源引脚连接，每个所述开关电路用于在所述控制端的电平为有效电平时，控制所述开关电路的输入端与输出端导通；

所述缓启动电路的第三端与每个所述受电控制器的回路引脚连接。

11.根据权利要求9所述的受电设备，其特征在于，每个所述开关电路包括：第二晶体管；

所述第二晶体管的栅极与所述电源就绪引脚连接，所述第二晶体管的第一极与所述回路引脚连接，所述第二晶体管的第二极与所述缓启动电路的第一端连接。

12.根据权利要求11所述的受电设备，其特征在于，每个所述开关电路还包括：串联的第四电阻和第三电容；

所述串联的第四电阻和第三电容的一端与所述第二晶体管的栅极连接，所述串联的第四电阻和第三电容的另一端与所述第二晶体管的第二极连接。

13.根据权利要求1至8任一所述的受电设备，其特征在于，每个所述受电控制器的输出端包括：电源就绪引脚；所述受电设备还包括：逻辑控制电路；

所述逻辑控制电路的输入端分别与每个所述受电控制器的电源就绪引脚连接，所述逻辑控制电路的输出端与所述电压转换器的使能引脚连接，所述逻辑控制电路用于在任一电源就绪引脚的电平为有效电平时，向所述使能引脚输出有效电平的控制信号。

14.根据权利要求13所述的受电设备，其特征在于，所述受电设备还包括：延时电路；

所述延时电路的一端分别与每个所述受电控制器的电源就绪引脚连接，所述延时电路的另一端与所述逻辑控制电路的输入端连接；

或者，所述延时电路的一端与所述逻辑控制电路的输出端连接，所述延时电路的另一端与所述电压转换器的使能引脚连接。

15.根据权利要求1至8任一所述的受电设备，其特征在于，所述受电设备还包括：与所述多个受电控制器一一对应的多个整流电路；

每个所述受电控制器的输入端通过对应的一个所述整流电路与以太网接口连接。

16.根据权利要求1至8任一所述的受电设备，其特征在于，所述受电设备还包括：第四电容；

所述第四电容与所述电压转换器的输入端并联。

17.一种以太网供电系统，其特征在于，所述系统包括：供电设备，以及与所述供电设备连接的如权利要求1至16任一所述的受电设备。

18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述受电设备为无线局域网接入节点或者微基站。