CN110752935B - Poe的自适应供电系统、方法及其装置 - Google Patents

Poe的自适应供电系统、方法及其装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及一种POE的自适应供电系统、方法及其装置，包括：检测供电设备是否与受电设备连接；当供电设备与受电设备连接时，获取受电设备的受电信息和类型，判断受电设备是否为标准的受电设备；若是，供电设备的控制单元控制第一开关元件导通，对应受电设备的功率，供电设备的电源单元给受电设备供电；若否，供电设备的控制单元控制第二开关元件导通，供电设备的电源单元给受电设备供电。从而实现通过控制单元控制不同的开关元件的导通与截止给受电设备提供相对应设备类型的电源，解决了现有POE供电不能给非标准的PD设备供电的问题；还通过控制单元控制电源单元给受电设备提供相对应的电源。

Description

POE的自适应供电系统、方法及其装置
技术领域
本发明涉及POE供电技术领域，尤其涉及一种POE的自适应供电系统、方法及其装置。
背景技术
POE(Power Over Ethernet)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也被称为基于局域网的供电系统(POL,Power over LAN)或有源以太网(Active Ethernet)，有时也被简称为以太网供电，这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。
现有的POE系统是包含有PSE(供电设备)和PD(受电设备)两部分。
通信工程实施时，通常需要为后端的终端设备布设电源线和通信线。为了减少布线，通常使用POE供电，在一条以太网中同时提供以太网信号和电源信号。POE系统通常采用IEEE 802.3af协议标准和IEEE 802.3at协议标准与后端的终端设备进行电性连接供电的，但有些供电场景并不符合IEEE 802.3af协议标准或/和IEEE 802.3at协议标准的功率标准，如：电力集中器、负控终端、配变终端，本身通过PT(电压互感器)取电，但PT取电功率有限，POE系统供电的功率不足无法通过IEEE 802.3af协议标准或IEEE 802.3at协议标准提供电源，使得POE的供电设备出现供电不足的现象。并且后端的终端设备是具有PSE芯片的PD设备(标准的PD设备)，当后端的终端设备是没有PSE芯片的PD设备(非标准的PD设备)，则POE系统不会给后端的终端设备供电。
因此，针对上述情况，如何解决现有POE系统供电不足以及可以给非标准的PD设备供电成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种POE的自适应供电系统、方法及其装置，用于解决现有POE系统供电不足以及无法给非标准的PD设备供电的技术问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种POE的自适应供电方法，包括以下步骤：
S1：检测供电设备是否与受电设备连接；
S2：当所述供电设备与所述受电设备连接时，获取所述受电设备的受电信息和类型，根据获取的所述受电设备的类型，判断所述受电设备是否为标准的受电设备，若是，执行步骤S3；若否，执行步骤S4；
S3：所述供电设备的控制单元控制第一开关元件导通，根据获取的所述受电设备的受电信息，所述供电设备的电源单元给所述受电设备供电；
S4：所述供电设备的控制单元控制第二开关元件导通，根据获取的所述受电设备的受电信息，所述供电设备的电源单元给所述受电设备供电。
优选地，所述受电设备的受电信息包括电压、电流、功率。
本发明还提供了一种POE的自适应供电系统，包括：
电源单元，用于提供电源；
检测单元，用于检测供电设备是否与受电设备连接；
获取单元；用于当所述供电设备与所述受电设备连接时，获取所述受电设备的受电信息和类型；
判断单元，用于根据获取的所述受电设备的类型，判断所述受电设备是否为标准的受电设备；
控制单元，用于控制第一开关元件和第二开关元件的导通或截止，从而控制所述电源单元是否给所述受电设备供电。
优选地，所述控制单元为MCU或CPU。
优选地，所述判断单元集成设置在所述控制单元中，所述检测单元、所述获取单元和所述电源单元集成设置在电源控制器中。
本发明还提供一种POE的自适应供电装置，包括控制单元和与所述控制单元连接的电源控制器，所述电源控制器包括电源单元、获取单元和检测单元，所述获取单元和所述检测单元分别与受电设备连接，该POE的自适应供电装置还包括供电单元，所述供电单元包括第一供电电路、第二供电电路以及分别与所述第一供电电路和所述第二供电电路连接的供电连接器；
所述第一供电电路用于给标准的所述受电设备供电；
所述第二供电电路用于给非标准的所述受电设备供电。
优选地，所述第一供电电路包括第一开关元件和与所述第一开关元件控制端连接的第三开关元件，所述第一开关元件的输出端与所述电源单元连接，所述第一开关元件的输出端与所述供电连接器连接，所述第三开关元件的控制端与所述控制单元连接。
优选地，所述第二供电电路包括第二开关元件和与所述第二开关元件控制端连接的第四开关元件，所述第二开关元件的输出端与所述电源单元连接，所述第二开关元件的输出端与所述供电连接器连接，所述第四开关元件的控制端与所述控制单元连接。
优选地，所述第一供电电路与所述第二供电电路并联的节点，所述节点与所述供电连接器连接之间连接有稳压电路。
优选地，所述供电连接器用于与所述受电设备连接，所述供电连接器为带变压器的连接器。
从以上技术方案可以看出，本发明的实施例具有的优点：该POE的自适应供电方法采用检测受电设备的信息，根据受电设备的信息通过控制单元控制不同的开关元件的导通与截止给受电设备提供相对应设备类型的电源，解决了现有POE供电不能给非标准的PD设备供电的问题；还根据受电设备的信息通过控制单元控制电源单元给受电设备提供相对应的电源，解决了现有POE供电给PD设备供电不足的问题。
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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例所述的POE的自适应供电方法的步骤流程图。
图2为本发明实施例所述的POE的自适应供电系统的框架图。
图3为本发明实施例所述的POE的自适应供电装置的框架图。
图4为本发明实施例所述的POE的自适应供电装置的电路原理图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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。
本申请实施例提供了一种POE的自适应供电系统、方法及其装置，用于解决现有POE系统供电不足以及无法给非标准的PD设备供电的技术问题。
实施例一：
本发明实施例提供一种POE的自适应供电方法，如图1所示，图1为本发明实施例所述的POE的自适应供电方法的步骤流程图。该POE的自适应供电方法包括以下步骤：
S1：检测供电设备是否与受电设备连接；
S2：当所述供电设备与所述受电设备连接时，获取所述受电设备的受电信息和类型，根据获取的所述受电设备的类型，判断所述受电设备是否为标准的受电设备，若是，执行步骤S3；若否，执行步骤S4；
S3：所述供电设备的控制单元控制第一开关元件导通，根据获取的所述受电设备的受电信息，所述供电设备的电源单元给所述受电设备供电；
S4：所述供电设备的控制单元控制第二开关元件导通，根据获取的所述受电设备的受电信息，所述供电设备的电源单元给所述受电设备供电。
需要说明的是，所述受电设备的类型包括标准的PD设备和非标准的PD设备。所述受电设备的受电信息可以为功率，也可以为电压、电流等电源信息。所述第一开关元件和所述第二开关元件均可以为MOS模式的场效应晶体管，也可以为三极管。
在实际应用中，与现有POE供电的供电设备直接给受电设备供电相比，本申请实施例提供的POE的自适应供电方法并非是供电设备直接为受电设备供电,而是先通过所述控制单元依据获取到的受电设备的受电信息打开对应的开关。具体地，在所述步骤S1中，首先检测所述供电设备是否与所述受电设备连接的电信号以及获取所述受电设备是否是标准的PD设备的类型信息。在所述步骤S2中，根据获取的所述受电设备的信息，所述控制单元发出电信号控制所述第一开关元件和所述第二开关元件导通或截止，实现所述供电设备是否给所述受电设备供电。在所述步骤S3中，当获取的所述受电设备的类型为标准的PD设备，所述控制单元发出电信号控制第一开关元件导通，所述供电设备的电源单元根据标准的PD设备的受电信息匹配对应功率的电源给所述受电设备供电。在所述步骤S4中，当获取的所述受电设备的类型为非标准的PD设备，所述控制单元发出电信号控制第二开关元件导通，所述供电设备的电源单元根据非标准的PD设备的受电信息匹配对应功率的电源给所述受电设备提供稳定的电源。
与现有POE供电的供电设备直接给受电设备供电相比，本申请实施例提供的POE的自适应供电方法先判断供电设备是否与受电设备连接，当供电设备与受电设备连接时，获取受电设备的受电信息和类型，根据受电设备的类型通过控制单元控制不同的开关元件的导通与截止给受电设备提供相对应设备类型的电源，解决了现有POE供电不能给非标准的PD设备供电的问题；还根据受电设备的受电信息通过控制单元控制电源单元给受电设备提供相对应功率的电源，解决了现有POE供电给PD设备供电不足的问题。
实施例二
如图2所示，图2为本发明实施例所述的POE的自适应供电系统的框架图。本发明实施例提供一种POE的自适应供电系统，包括：
电源单元101，用于提供电源；
检测单元102，用于检测供电设备是否与受电设备连接；
获取单元100，用于当所述供电设备与所述受电设备连接时，获取所述受电设备的受电信息和类型；
判断单元103，用于根据获取的所述受电设备的类型，判断所述受电设备是否为标准的受电设备；
控制单元104，用于控制第一开关元件和第二开关元件的导通或截止，从而控制所述电源单元101是否给所述受电设备供电。
可选地，在所述获取单元100中，所述受电设备的受电信息可以为功率，也可以为电压、电流等电源信息。所述受电设备的类型包括标准的PD设备和非标准的PD设备。
可选地，所述检测单元102、所述获取单元100和所述电源单元101集成设置在电源控制器105中。
需要说明的是，所述电源控制器105优先选为MAX5980型号的电源控制器，所述电源控制器105中的电源单元101主要是用于提供电源的，所述电源控制器105中根据所述受电设备所需的电源分不同电源的输出，根据所述获取单元100获取到所述受电设备的受电信息，所述控制单元104控制所述电源控制器105的电源单元101输出不同的电源。
可选地，所述判断单元103集成设置在所述控制单元104中。其中，所述控制单元104为MCU或CPU。
需要说明的是，所述控制单元104优选选为STM32型号的微控制单元(MCU)。所述第一开关元件和所述第二开关元件均可以为MOS模式的场效应晶体管，也可以为三极管。具体地，根据所述获取单元100获取到所述受电设备的类型，所述判断单元103判断所述受电设备是标准的PD设备或非标准的PD设备。根据所述判断单元103判断所述受电设备的类型为标准的PD设备，所述控制单元104发出电信号控制所述第一开关元件导通，并且根据所述检测单元102检测的所述受电设备的受电信息，所述控制单元104控制所述电源控制器105给所述受电设备提供与所述受电设备对应的电源。根据所述判断单元103判断所述受电设备的类型为非标准的PD设备，所述控制单元104发出电信号控制所述第二开关元件导通，并且根据所述检测单元102检测的所述受电设备的受电信息，所述控制单元104控制所述电源控制器105给所述受电设备提供电源。
与现有POE供电的供电设备直接给受电设备供电相比，本申请实施例提供的POE的自适应供电系统采用检测单元检测供电设备是否与受电设备连接，当供电设备与受电设备连接，根据获取单元获取受电设备的类型通过控制单元控制第一开关元件和第二开关元件的导通与截止给受电设备提供相对应设备类型的电源，解决了现有POE供电不能给非标准的PD设备供电的问题；还根据获取单元获取的受电设备的受电信息通过控制单元控制电源单元给受电设备提供相对应的电源，解决了现有POE供电给PD设备供电不足的问题。
实施例三
如图3和图4所示，图3为本发明实施例所述的POE的自适应供电装置的框架图，图4为本发明实施例所述的POE的自适应供电装置的电路原理图。
本发明实施例提供一种POE的自适应供电装置，包括控制单元104和与所述控制单元104连接的电源控制器105，所述电源控制器105包括电源单元101、获取单元100和检测单元102，所述检测单元102和所述获取单元100分别与受电设备106连接。该POE的自适应供电装置还包括供电单元107，所述供电单元107包括第一供电电路10、第二供电电路20以及分别与所述第一供电电路10和所述第二供电电路20连接的供电连接器30；
所述第一供电电路10用于给标准的所述受电设备106供电；
所述第二供电电路20用于给非标准的所述受电设备106供电。
需要说明的是，所述控制单元104优选选为STM32型号的微控制单元(MCU)。所述电源控制器105优先选为MAX5980型号的电源控制器，所述电源控制器105中的电源单元101主要是用于提供电源的，所述电源控制器105中根据所述受电设备所需的电源分不同电源的输出。所述受电设备106可以为IP电话，也可以为网络安全摄像机、AP及掌上电脑(PDA)或移动电话充电器等许多其他以太网设备。
在本发明一实施例中，所述检测单元102主要用于检测该POE的自适应供电装置是否与所述受电设备106连接。
在本发明一实施例中，当该POE的自适应供电装置与所述受电设备106连接时，所述获取单元100主要是用于获取所述受电设备的类型和受电信息，根据所述获取单元100获取到所述受电设备的受电信息，所述控制单元104控制所述电源控制器105的电源单元101输出不同的电源。也根据所述获取单元100获取到所述受电设备的类型，所述控制单元104控制所述第一供电电路10和所述第二供电电路20的导通或截止给所述受电设备106提供匹配的供电的电源。
需要说明的是，所述受电设备的受电信息可以为功率，也可以为电压、电流等电源信息。所述受电设备106的类型主要分为标准的受电设备和非标准的受电设备。
在本发明一实施例中，所述供电单元107主要用于给不同类型的所述受电设备106供电。
在本发明一实施例中，如图4所示，所述供电连接器30用于与所述受电设备106连接，所述供电连接器30为带变压器的连接器。
需要说明的是，所述供电连接器30优先选用HY911130A型号的连接器。
本申请实施例提供的POE的自适应供电装置通过根据受电设备的类型信息通过控制单元控制第一供电电路和第二供电电路的导通与截止给受电设备提供相对应设备类型的电源，解决了现有POE供电不能给非标准的PD设备供电的问题；还根据检测单元检测的受电设备的受电信息通过控制单元控制电源单元给受电设备提供相对应的电源，解决了现有POE供电给PD设备供电不足的问题。
在本发明一实施例中，如图4所示，所述第一供电电路10包括第一开关元件Q1和与所述第一开关元件Q1控制端连接的第三开关元件Q3，所述第一开关元件Q1的输出端与所述电源单元101连接，所述第一开关元件Q1的输出端与所述供电连接器30连接，所述第三开关元件Q3的控制端与所述控制单元104连接。
需要说明的是，所述第一开关元件Q1和所述第三开关元件Q3均可以为MOS模式的场效应晶体管，也可以为三极管。在本实施例中，所述第一开关元件Q1优先选用FDMS6681Z型号的MOS管，所述第三开关元件Q3优先选用SS8050型号的三极管。具体地，所述MOS管Q1的源极与所述电源单元101连接，所述MOS管Q1的漏极与所述供电连接器30连接，所述MOS管Q1的栅极与所述三极管Q3的集电极连接，所述三极管Q3的基极与所述控制单元104连接，所述三极管Q3的发射极接地。在本实施例中，当与所述三极管Q3的基极连接的所述控制单元104的连接端输出高电平信号，所述三极管Q3导通，从而控制所述MOS管Q1导通，所述电源单元101输出的电源通过所述MOS管Q1流向所述供电连接器30，那么可以为与所述供电连接器30连接的所述受电设备106提供电源，实现POE供电。
较佳地，所述控制单元104串联第一电阻R1与所述第三开关元件Q3的基极连接。其中，所述第一电阻R1的设计主要是用于限流，避免所述控制单元104输出的高电平信号电流过大击穿所述第三开关元件Q3，致使所述第三开关元件Q3损坏。
需要说明的是，所述第一电阻R1优先选用阻值为10k。
在本发明一实施例中，如图4所示，所述第二供电电路20包括第二开关元件Q2和与所述第二开关元件Q2控制端连接的第四开关元件Q4，所述第二开关元件Q2的输出端与所述电源单元101连接，所述第二开关元件Q2的输出端与所述供电连接器30连接，所述第四开关元件Q4的控制端与所述控制单元104连接。
需要说明的是，所述第二开关元件Q2和所述第四开关元件Q4均可以为MOS模式的场效应晶体管，也可以为三极管。在本实施例中，所述第二开关元件Q2优先选用FDMS6681Z型号的MOS管，所述第四开关元件Q4优先选用SS8050型号的三极管。具体地，所述MOS管Q2的源极与所述电源单元101连接，所述MOS管Q2的漏极与所述供电连接器30连接，所述MOS管Q2的栅极与所述三极管Q4的集电极连接，所述三极管Q4的基极与所述控制单元104连接，所述三极管Q4的发射极接地。在本实施例中，当与所述三极管Q4的基极连接的所述控制单元104的连接端输出高电平信号，所述三极管Q4导通，从而控制所述MOS管Q2导通，所述电源单元101输出的电源通过所述MOS管Q2流向所述供电连接器30，那么可以为与所述供电连接器30连接的所述受电设备106提供电源，实现POE供电。
较佳地，所述控制单元104串联第二电阻R2与所述第四开关元件Q4的基极连接。其中，所述第二电阻R2的设计主要是用于限流，避免所述控制单元104输出的高电平信号电流过大击穿所述第四开关元件Q4，致使所述第四开关元件Q4损坏。
需要说明的是，所述第二电阻R2优先选用阻值为10k。
在本发明一实施例中，如图4所示，所述第一供电电路10与所述第二供电电路20并联的节点A，所述节点A与所述供电连接器30连接之间连接有稳压电路40。
需要说明的是，所述稳压电路40主要用于让所述电源单元提供电源的电压稳定，所述稳压电路40包括数个二极管。在本实施例中，所述稳压电路40是由数个所述二极管组成的。所述二极管优先选用B1100型号的稳压二极管。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述，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POE的自适应供电方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：检测供电设备是否与受电设备连接；
S2：当所述供电设备与所述受电设备连接时，获取所述受电设备的受电信息和类型，根据获取的所述受电设备的类型，判断所述受电设备是否为标准的受电设备，若是，执行步骤S3；若否，执行步骤S4；
S3：所述供电设备的控制单元控制第一供电电路的第一开关元件导通，根据获取的所述受电设备的受电信息，所述供电设备的电源单元通过第一供电电路给所述受电设备供电；
S4：所述供电设备的控制单元控制第二供电电路的第二开关元件导通，根据获取的所述受电设备的受电信息，所述供电设备的电源单元通过第二供电电路给所述受电设备供电；
其中，所述第一供电电路用于给标准的所述受电设备供电；所述第二供电电路用于给非标准的所述受电设备供电。
2.根据权利要求1所述的POE的自适应供电方法，其特征在于，所述受电设备的受电信息包括电压、电流、功率。
3.一种POE的自适应供电系统，其特征在于，包括：
电源单元，用于提供电源；
检测单元，用于检测供电设备是否与受电设备连接；
获取单元；用于当所述供电设备与所述受电设备连接时，获取所述受电设备的受电信息和类型；
判断单元，用于根据获取的所述受电设备的类型，判断所述受电设备是否为标准的受电设备；
控制单元，用于控制第一开关元件和第二开关元件的导通或截止，从而控制所述电源单元通过第一供电电路或第二供电电路是否给所述受电设备供电；
其中，所述第一供电电路用于给标准的所述受电设备供电；所述第二供电电路用于给非标准的所述受电设备供电。
4.根据权利要求3所述的POE的自适应供电系统，其特征在于，所述控制单元为MCU或CPU。
5.根据权利要求3所述的POE的自适应供电系统，其特征在于，所述判断单元集成设置在所述控制单元中，所述检测单元、所述获取单元和所述电源单元集成设置在电源控制器中。
6.一种POE的自适应供电装置，包括控制单元和与所述控制单元连接的电源控制器，所述电源控制器包括电源单元、获取单元和检测单元，所述获取单元和所述检测单元分别与受电设备连接，其特征在于，该POE的自适应供电装置还包括供电单元，所述供电单元包括第一供电电路、第二供电电路以及分别与所述第一供电电路和所述第二供电电路连接的供电连接器；
所述第一供电电路用于给标准的所述受电设备供电；
所述第二供电电路用于给非标准的所述受电设备供电。
7.根据权利要求6所述的POE的自适应供电装置，其特征在于，所述第一供电电路包括第一开关元件和与所述第一开关元件控制端连接的第三开关元件，所述第一开关元件的输出端与所述电源单元连接，所述第一开关元件的输出端与所述供电连接器连接，所述第三开关元件的控制端与所述控制单元连接。
8.根据权利要求6所述的POE的自适应供电装置，其特征在于，所述第二供电电路包括第二开关元件和与所述第二开关元件控制端连接的第四开关元件，所述第二开关元件的输出端与所述电源单元连接，所述第二开关元件的输出端与所述供电连接器连接，所述第四开关元件的控制端与所述控制单元连接。
9.根据权利要求6所述的POE的自适应供电装置，其特征在于，所述第一供电电路与所述第二供电电路并联的节点与所述供电连接器连接之间连接有稳压电路。
10.根据权利要求6所述的POE的自适应供电装置，其特征在于，所述供电连接器用于与所述受电设备连接，所述供电连接器为带变压器的连接器。
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