CN111355593B - 一种支持多模式PoE供电的PD设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种支持多模式PoE供电的PD设备，包括接口模块、电压保护模块、供电切换模块、PoE电压转换模块和功能模块；接口模块用于通过网线连接PSE供电设备以获取电源；所述电源包括由标准PoE供电设备提供的标准PoE电源和由Passive PoE供电设备提供的Passive PoE电源；电压保护模块用于判断Passive PoE电源是否满足预设的电压范围，以对Passive PoE电源进行过压或/和欠压判断；供电切换模块用于对标准PoE电源和满足预设电压范围的Passive PoE电源进行切换，以选择标准PoE电源或满足预设电压范围的Passive PoE电源作为PD设备的供电电源；PoE电压转换模块用于对供电电源进行电压转换，以为功能模块供电。本发明能够兼容标准PoE供电和Passive PoE供电，并且无需针对Passive PoE供电增加额外的Passive PoE电压转换模块。

Description

一种支持多模式PoE供电的PD设备
技术领域
本发明涉及无线通信及以太网供电技术领域，尤其涉及一种支持多模式PoE供电的PD设备。
背景技术
以太网供电技术(Power over Ethernet，PoE)是一种可以在以太网络中传输电力与数据到终端设备的技术，基于现有的以太网架构，在为IP电话机、无线AP、网络摄像机等基于IP的小型终端设备传输数据信号的同时，还能为此类终端设备提供直流供电。在PoE系统中，有两个重要的组成部分，分别为供电设备(Power Sourcing Equipment，PSE)和受电设备(Powered Device，PD)，PSE用于提供馈电，PD用于接受馈电。
PoE供电标准802.3af/at中定义了两种供电模式，即Alternative A和Alternative B，分别通过1-2/3-6线对和4-5/7-8线对，实现将标准PoE电压从PSE设备传输到PD设备。另外，部分PD设备还考虑了多种模式的PoE供电需求，在支持标准PoE供电模式的前提下，还可以兼容非标准的Passive PoE供电模式，即不需要经过PoE协议握手过程，直接将直流电压通过网线提供给PD设备的输入端。
为了实现PD设备兼容标准PoE供电模式和Passive PoE供电模式，常规的设计是，采用电压转换模块分别实现标准PoE电压转换和Passive PoE电压转换，从而得到PD设备其他功能模块工作所需的电压，然而，Passive PoE模式下的供电电压范围并不固定，可能接近于标准PoE供电电压，也可能在标准PoE供电电压的范围之外，当Passive PoE供电电压接近于标准PoE供电电压时，两者可以采用同一个电压转换模块，但是，当Passive PoE供电电压在标准PoE供电电压的范围之外时，需要针对Passive PoE供电增加额外的Passive PoE电压转换模块，才能避免Passive PoE供电损坏电压转换模块，实现PD端设备兼容多模式的PoE供电设计。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种支持多模式PoE供电的PD设备，能够兼容标准PoE供电和非标准的Passive PoE供电，保护后级电压转换模块，防止电压转换模块被损坏，无需针对Passive PoE供电增加额外的Passive PoE电压转换模块。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种支持多模式PoE供电的PD设备，所述PD设备包括接口模块、电压保护模块、供电切换模块、PoE电压转换模块和功能模块；
所述接口模块用于通过网线连接PSE供电设备以获取电源；其中，所述PSE供电设备包括标准PoE供电设备和Passive PoE供电设备；所述电源包括由所述标准PoE供电设备提供的标准PoE电源和由所述Passive PoE供电设备提供的Passive PoE电源；
所述电压保护模块用于判断所述Passive PoE电源是否满足预设的电压范围，以对所述Passive PoE电源进行过压或/和欠压判断；
所述供电切换模块用于对所述标准PoE电源和满足预设电压范围的Passive PoE电源进行切换，以选择所述标准PoE电源或所述满足预设电压范围的Passive PoE电源作为所述PD设备的供电电源；
所述PoE电压转换模块用于对所述供电电源进行电压转换，以为所述功能模块供电。
进一步地，所述接口模块包括以太网接口和网口变压器；
所述以太网接口用于通过网线连接所述标准PoE供电设备和所述Passive PoE供电设备以获取所述电源；
所述网口变压器用于从所述电源中分离出所述标准PoE电源和所述Passive PoE电源。
进一步地，所述接口模块还包括整流单元；所述整流单元连接于所述以太网接口和所述网口变压器之间；所述整流单元用于对所述电源进行整流处理。
进一步地，所述电压保护模块包括高压保护单元、低压保护单元、逻辑单元和第一开关单元；
所述高压保护单元用于判断所述Passive PoE电源的输出电压是否小于预设的高压阈值，并输出相应的高压信号；
所述低压保护单元用于判断所述Passive PoE电源的输出电压是否大于预设的低压阈值，并输出相应的低压信号；
所述逻辑单元用于对所述高压信号和所述低压信号进行逻辑运算，并输出相应的第一开关控制信号；
所述第一开关单元用于根据所述第一开关控制信号控制所述接口模块与所述供电切换模块之间的第二供电通路的连通和断开；其中，所述第一开关单元用于在所述Passive PoE电源的输出电压满足预设电压范围时控制所述第二供电通路连通。
进一步地，所述高压保护单元包括第一比较器，所述低压保护单元包括第二比较器；
所述第一比较器的正向输入端为高压参考电压输入端，所述第一比较器的反向输入端与所述高压保护单元的输入端连接，所述第一比较器的输出端与所述高压保护单元的输出端连接；
所述第二比较器的正向输入端与所述低压保护单元的输入端连接，所述第二比较器的反向输入端为低压参考电压输入端，所述第二比较器的输出端与所述低压保护单元的输出端连接。
进一步地，所述逻辑单元包括逻辑与门；所述第一开关单元包括第一开关管；
所述逻辑与门的第一输入端与所述逻辑单元的第一输入端连接，所述逻辑与门的第二输入端与所述逻辑单元的第二输入端连接，所述逻辑与门的输出端与所述逻辑单元的输出端连接；
所述第一开关管的控制端与所述第一开关单元的控制端连接，所述第一开关管的第一端与所述第一开关单元的输入端连接，所述第一开关管的第二端与所述第一开关单元的输出端连接。
进一步地，所述供电切换模块包括电压检测单元和第二开关单元；
所述电压检测单元用于对所述标准PoE电源和所述满足预设电压范围的PassivePoE电源进行电压检测，并根据检测结果输出相应的第二开关控制信号；
所述第二开关单元用于根据所述第二开关控制信号选择所述标准PoE电源或所述满足预设电压范围的Passive PoE电源作为所述供电电源。
进一步地，所述电压检测单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第二开关管；
所述第一电阻的第一端与所述电压检测单元的第二输入端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接地；
所述第三电阻的第一端与所述电压检测单元的第一输入端连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地；
所述第二开关管的控制端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二开关管的第一端与所述第三电阻的第二端连接，所述第二开关管的第一端还与所述第二开关单元的控制端连接，所述第二开关管的第二端接地。
进一步地，所述第二开关单元包括第三开关管；
所述第三开关管的控制端与所述第二开关单元的控制端连接，所述第三开关管的第一端与所述第二开关单元的第一输入端负极连接，所述第三开关管的第二端接地，所述第三开关管的第二端还与所述第二开关单元的第二输入端负极连接，所述第三开关管的第二端还与所述第二开关单元的输出端负极连接。
进一步地，所述第二开关单元还包括二极管；
所述二极管的阳极与所述第二开关单元的第二输入端正极连接，所述二极管的阴极与所述第二开关单元的第一输入端正极连接，所述二极管的阴极还与所述第二开关单元的输出端正极连接。
与现有技术相比，本发明实施例提供了一种支持多模式PoE供电的PD设备，包括接口模块、电压保护模块、供电切换模块、PoE电压转换模块和功能模块；接口模块用于通过网线连接PSE供电设备以获取电源，电源包括由标准PoE供电设备提供的标准PoE电源和由Passive PoE供电设备提供的Passive PoE电源；电压保护模块用于判断Passive PoE电源是否满足预设的电压范围，以对Passive PoE电源进行过压或/和欠压判断，触发过压或/和欠压保护，防止损坏后级电路；供电切换模块用于对标准PoE电源和满足预设电压范围的Passive PoE电源进行切换，以选择标准PoE电源或满足预设电压范围的Passive PoE电源作为PD设备的供电电源；PoE电压转换模块用于对供电电源进行电压转换，以为功能模块供电，该PD设备能够兼容标准PoE供电和非标准的Passive PoE供电，保护后级电压转换模块，防止电压转换模块被损坏，无需针对Passive PoE供电增加额外的Passive PoE电压转换模块。
附图说明
图1是本发明提供的一种支持多模式PoE供电的PD设备的一个优选实施例的结构示意图；
图2是本发明提供的一种支持多模式PoE供电的PD设备的另一个优选实施例的结构示意图；
图3是本发明提供的一种支持多模式PoE供电的PD设备的接口模块的一个优选实施例的电路示意图；
图4是本发明提供的一种支持多模式PoE供电的PD设备的电压保护模块的一个优选实施例的电路示意图；
图5是本发明提供的一种支持多模式PoE供电的PD设备的供电切换模块的一个优选实施例的电路示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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，本技术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。
本发明实施例提供了一种支持多模式PoE供电的PD设备，参见图1所示，是本发明提供的一种支持多模式PoE供电的PD设备的一个优选实施例的结构示意图，所述PD设备包括接口模块100、电压保护模块200、供电切换模块300、PoE电压转换模块400和功能模块500；
所述接口模块100用于通过网线连接PSE供电设备以获取电源；其中，所述PSE供电设备包括标准PoE供电设备600和Passive PoE供电设备700；所述电源包括由所述标准PoE供电设备600提供的标准PoE电源和由所述Passive PoE供电设备700提供的Passive PoE电源；
所述电压保护模块200用于判断所述Passive PoE电源是否满足预设的电压范围，以对所述Passive PoE电源进行过压或/和欠压判断；
所述供电切换模块300用于对所述标准PoE电源和满足预设电压范围的PassivePoE电源进行切换，以选择所述标准PoE电源或所述满足预设电压范围的Passive PoE电源作为所述PD设备的供电电源；
所述PoE电压转换模块400用于对所述供电电源进行电压转换，以为所述功能模块500供电。
具体的，标准PoE供电设备600和Passive PoE供电设备700分别通过以太网线与PD设备的接口模块100的输入端连接，接口模块100的第一输出端与供电切换模块300的第一输入端连接，接口模块100的第二输出端与电压保护模块200的输入端连接，电压保护模块200的输出端与供电切换模块300的第二输入端连接，供电切换模块300的输出端与PoE电压转换模块400的输入端连接，PoE电压转换模块400的输出端与功能模块500的输入端连接。
在具体的供电过程中，标准PoE供电设备600与PD设备完成标准PoE握手后，通过以太网线将满足802.3af/at的标准PoE电源提供给PD设备，Passive PoE供电设备700不需要经过标准PoE协议握手过程，直接将非标准的Passive PoE电源通过以太网线提供给PD设备；当接口模块100通过以太网线获取到由标准PoE供电设备600提供的标准PoE电源和由Passive PoE供电设备700提供的Passive PoE电源时，将标准PoE电源传递到供电切换模块300，并且将Passive PoE电源传递到电压保护模块200中，以通过电压保护模块200判断Passive PoE电源的输出电压是否满足预先设置的电压范围，从而对Passive PoE电源进行过压及欠压判断，相应触发过压或/和欠压保护，防止损坏后级电路，实现将输出电压满足预设电压范围的Passive PoE电源传递到供电切换模块300；供电切换模块300在获取到标准PoE电源和满足预设电压范围的Passive PoE电源时，对标准PoE电源和满足预设电压范围的Passive PoE电源进行选通切换控制，从而选择标准PoE电源或满足预设电压范围的Passive PoE电源作为PD设备的供电电源；供电切换模块300在选择标准PoE电源和PassivePoE电源中的一种电源作为供电电源后，将所选择的供电电源传递到PoE电压转换模块400，通过PoE电压转换模块400对供电电源的输出电压进行电压转换，从而获得PD设备的功能模块500正常工作所需的供电电压，以为功能模块500供电。
需要说明的是，PoE电压转换模块为现有技术中常用的电压转换模块或电压转换IC，可以根据实际需求进行设计，例如，可以选择输入电压范围较宽的DC-DC芯片实现电压转换功能，以同时兼容标准PoE电源的输出电压(例如36V～57V的直流电压)和Passive PoE电源的输出电压(例如24V的直流电压)，实现对任意一种电源的输出电压的电压转换；功能模块为PD设备中的常用的需要供电的其他功能模块，例如，主控模块、通信模块和存储模块等，本发明实施例不作具体限定。
本发明实施例所提供的一种支持多模式PoE供电的PD设备，通过接口模块连接网线以获取由标准PoE供电设备提供的标准PoE电源和由Passive PoE供电设备提供的Passive PoE电源，通过电压保护模块对Passive PoE电源进行过压及欠压保护，通过供电切换模块对标准PoE电源和满足预设电压范围的Passive PoE电源进行切换，以选择标准PoE电源或满足预设电压范围的Passive PoE电源作为PD设备的供电电源，并通过PoE电压转换模块对供电电源进行电压转换，以为功能模块供电，该PD设备能够兼容标准PoE供电和非标准的Passive PoE供电，保护后级电压转换模块，防止电压转换模块被损坏，并且无需针对Passive PoE供电增加额外的Passive PoE电压转换模块，从而实现了多模式电压输入。
另外，本发明实施例可应用于支持多模式PoE供电的不同类型的PD设备，例如，支持标准PoE供电与非标准的Passive PoE供电的无线AP、路由器、交换机、智能台灯等，具有很强的实用性和推广性。
参见图2所示，是本发明提供的一种支持多模式PoE供电的PD设备另的一个优选实施例的结构示意图，在另一个优选实施例中，所述接口模块100包括以太网接口101和网口变压器102；
所述以太网接口101用于通过网线连接所述标准PoE供电设备600和所述PassivePoE供电设备700以获取所述电源；
所述网口变压器102用于从所述电源中分离出所述标准PoE电源和所述PassivePoE电源。
具体的，结合上述实施例，标准PoE供电设备600和Passive PoE供电设备700分别通过以太网线与接口模块100的以太网接口101的输入端连接，以太网接口101的输出端与网口变压器102的输入端连接，网口变压器102的第一输出端与接口模块100的第一输出端连接，网口变压器102的第二输出端与接口模块100的第二输出端连接。
在具体的供电过程中，当接口模块100的以太网接口101通过以太网线获取到标准PoE电源和Passive PoE电源时，先将标准PoE电源和Passive PoE电源传递到网口变压器102，通过网口变压器102分别将标准PoE电源和Passive PoE电源从各自的传输网线中分离出来，再将分离出的标准PoE电源通过网口变压器102的第一输出端传递到供电切换模块300中，并且将分离出的Passive PoE电源网口变压器102的第二输出端传递到电压保护模块200中进行相应处理。
结合图3所示，是本发明提供的一种支持多模式PoE供电的PD设备的接口模块的一个优选实施例的电路示意图，当以太网接口RJ45通过以太网线获取到标准PoE电源和Passive PoE电源时，将标准PoE电源和Passive PoE电源传递到网口变压器T，通过网口变压器T分别将标准PoE电源和Passive PoE电源从各自的传输网线中分离出来，以输出相应的标准PoE电源和Passive PoE电源，其中，网口变压器102的第一输出端具体包括标准PoE+输出端(标准PoE电源正极)和标准PoE-输出端(标准PoE电源负极)，用于输出标准PoE电源，网口变压器102的第二输出端具体包括Passive PoE+输出端(Passive PoE电源正极)和Passive PoE-输出端(Passive PoE电源负极)，用于输出Passive PoE电源。
需要说明的是，标准PoE供电和Passive PoE供电分别采用不同的以太网线线对传输电源，其中，标准PoE供电可以采用1-2/3-6线对，Passive PoE供电可以4-5/7-8线对，本发明实施例不作具体限定。
在又一个优选实施例中，所述接口模块100还包括整流单元；所述整流单元连接于所述以太网接口101和所述网口变压器102之间；所述整流单元用于对所述电源进行整流处理。
具体的，结合上述实施例，当接口模块100的以太网接口101通过以太网线获取到标准PoE电源和Passive PoE电源时，可以通过整流单元配合网口变压器102分别将标准PoE电源和Passive PoE电源从各自的传输网线中分离出来。
结合图2所示，在又一个优选实施例中，所述电压保护模块200包括高压保护单元201、低压保护单元202、逻辑单元203和第一开关单元204；
所述高压保护单元201用于判断所述Passive PoE电源的输出电压是否小于预设的高压阈值，并输出相应的高压信号；
所述低压保护单元202用于判断所述Passive PoE电源的输出电压是否大于预设的低压阈值，并输出相应的低压信号；
所述逻辑单元203用于对所述高压信号和所述低压信号进行逻辑运算，并输出相应的第一开关控制信号；
所述第一开关单元204用于根据所述第一开关控制信号控制所述接口模块100与所述供电切换模块300之间的第二供电通路的连通和断开；其中，所述第一开关单元204用于在所述Passive PoE电源的输出电压满足预设电压范围时控制所述第二供电通路连通。
具体的，结合上述实施例，高压保护单元201的输入端与电压保护模块200的输入端连接，高压保护单元201的输出端与逻辑单元203的第一输入端连接，低压保护单元202的输入端与电压保护模块200的输入端连接，低压保护单元202的输出端与逻辑单元203的第二输入端连接，逻辑单元203的输出端与第一开关单元204的控制端连接，第一开关单元204的输入端与电压保护模块200的输入端连接，第一开关单元204的输出端与电压保护模块200的输出端连接。
在具体的供电过程中，当电压保护模块200获取到Passive PoE电源时，通过高压保护单元201判断Passive PoE电源的输出电压是否小于预先设置的高压阈值，并根据高压判断结果输出相应的高压信号，通过低压保护单元202判断Passive PoE电源的输出电压是否大于预先设置的低压阈值，并根据低压判断结果输出相应的低压信号，将高压信号和低压信号输入到逻辑单元203中，通过逻辑单元203对高压信号和低压信号进行逻辑运算，以根据逻辑运算结果生成相应的第一开关控制信号，并将第一开关控制信号输出到第一开关单元204中，第一开关单元204根据接收到的第一开关控制信号控制接口模块100与供电切换模块300之间的第二供电通路(第二供电通路即为经过接口模块100、电压保护模块200和供电切换模块300的供电通路，用于传递Passive PoE电源；从接口模块100直接到供电切换模块300的供电通路相应为第一供电通路，用于传递标准PoE电源)的连通和断开，其中，当Passive PoE电源的输出电压满足预设电压范围(即输出电压小于高压阈值且大于低压阈值)时，通过第一开关单元204控制第二供电通路连通，当Passive PoE电源的输出电压不满足预设电压范围(即输出电压不小于高压阈值或不大于低压阈值)时，通过第一开关单元204控制第二供电通路断开，从而实现将输出电压满足预设电压范围的Passive PoE电源传递到供电切换模块300。
参见图4所示，是本发明提供的一种支持多模式PoE供电的PD设备的电压保护模块的一个优选实施例的电路示意图，作为上述方案的改进，所述高压保护单元201包括第一比较器U1，所述低压保护单元202包括第二比较器U2；
所述第一比较器U1的正向输入端为高压参考电压输入端，所述第一比较器U1的反向输入端与所述高压保护单元201的输入端连接，所述第一比较器U1的输出端与所述高压保护单元201的输出端连接；
所述第二比较器U2的正向输入端与所述低压保护单元202的输入端连接，所述第二比较器U2的反向输入端为低压参考电压输入端，所述第二比较器U2的输出端与所述低压保护单元202的输出端连接。
具体的，结合上述实施例，第一比较器U1的正向输入端为高压参考电压输入端，以获取相应的高压阈值VH_REF，第一比较器U1的反向输入端与高压保护单元201的输入端连接，即与网口变压器的第二输出端中的Passive PoE+输出端连接，第一比较器U1的输出端与高压保护单元201的输出端连接，以输出上述高压信号；第二比较器U2的正向输入端与低压保护单元202的输入端连接，即与网口变压器的第二输出端中的Passive PoE+输出端连接，第二比较器U2的反向输入端为低压参考电压输入端，以获取相应的低压阈值VL_REF，第二比较器U2的输出端与低压保护单元202的输出端连接，以输出上述低压信号，其中，第一比较器U1和第二比较器U2分别与电源VCC连接以保证正常工作。
在具体的供电过程中，当Passive PoE电源的输出电压Passive PoE+小于高压阈值VH_REF时，第一比较器U1输出高电平，即高压信号为高电平，当Passive PoE电源的输出电压Passive PoE+不小于高压阈值VH_REF时，第一比较器U1输出低电平，即高压信号为低电平；当Passive PoE电源的输出电压Passive PoE+大于低压阈值VL_REF时，第二比较器U2输出高电平，即低压信号为高电平，当Passive PoE电源的输出电压Passive PoE+不大于低压阈值VL_REF时，第二比较器U2输出低电平，即低压信号为低电平。
结合图4所示，作为上述方案的改进，所述逻辑单元203包括逻辑与门U3；所述第一开关单元204包括第一开关管Q1；
所述逻辑与门U3的第一输入端与所述逻辑单元203的第一输入端连接，所述逻辑与门U3的第二输入端与所述逻辑单元203的第二输入端连接，所述逻辑与门U3的输出端与所述逻辑单元203的输出端连接；
所述第一开关管Q1的控制端与所述第一开关单元204的控制端连接，所述第一开关管Q1的第一端与所述第一开关单元204的输入端连接，所述第一开关管Q1的第二端与所述第一开关单元204的输出端连接。
具体的，结合上述实施例，逻辑与门U3的第一输入端与逻辑单元203的第一输入端连接，即与第一比较器U1的输出端连接，逻辑与门U3的第二输入端与逻辑单元203的第二输入端连接，即与第二比较器U2的输出端连接，逻辑与门U3的输出端与逻辑单元203的输出端连接，第一开关管Q1的控制端与第一开关单元204的控制端连接，即与逻辑与门U3的输出端连接，第一开关管Q1的第一端与第一开关单元204的输入端连接(即与网口变压器的第二输出端中的Passive PoE+输出端连接)，第一开关管Q1的第二端与第一开关单元204的输出端(即电压保护模块200的输出端)连接。
在具体的供电过程中，当高压信号和低压信号同时为高电平时，逻辑与门U3输出的第一开关控制信号为高电平，此时，第一开关管Q1导通，即连通接口模块100与供电切换模块300之间的第二供电通路；当高压信号为低电平或/和低压信号为低电平时，逻辑与门U3输出的第一开关控制信号为低电平，此时，第一开关管Q1关断，即断开接口模块100与供电切换模块300之间的第二供电通路，切断Passive PoE电源供电。
需要说明的是，图4中的第一开关管Q1仅以N沟道MOS管作为示例性的说明，第一开关管Q1还可以选择三极管、P沟道MOS管等其他开关器件，本发明实施例不作具体限定。
结合图2所示，在又一个优选实施例中，所述供电切换模块300包括电压检测单元301和第二开关单元302；
所述电压检测单元301用于对所述标准PoE电源和所述满足预设电压范围的Passive PoE电源进行电压检测，并根据检测结果输出相应的第二开关控制信号；
所述第二开关单元302用于根据所述第二开关控制信号选择所述标准PoE电源或所述满足预设电压范围的Passive PoE电源作为所述供电电源。
具体的，结合上述实施例，电压检测单元301的第一输入端与供电切换模块300的第一输入端连接，电压检测单元301的第二输入端与供电切换模块300的第二输入端连接，电压检测单元301的输出端与第二开关单元302的控制端连接，第二开关单元302的第一输入端与供电切换模块300的第一输入端连接，第二开关单元302的第二输入端与供电切换模块300的第二输入端(即电压保护模块200的输出端)连接，第二开关单元302的输出端与供电切换模块300的输出端连接。
在具体的供电过程中，当供电切换模块300获取到标准PoE电源和满足预设电压范围的Passive PoE电源时，通过电压检测单元301对标准PoE电源的输出电压和满足预设电压范围的Passive PoE电源的输出电压进行电压检测，以根据检测结果生成相应的第二开关控制信号，并将第二开关控制信号输入到第二开关单元302中，第二开关单元302根据接收到的第二开关控制信号选通标准PoE电源和Passive PoE电源中的一种电源作为供电电源，并将所选择的供电电源传递到PoE电压转换模块400进行相应处理。
例如，假设Passive PoE电源的优先级高于标准PoE电源的优先级，供电切换模块300以Passive PoE电源高优先级的方式选通标准PoE电源和Passive PoE电源中的一种电源作为供电电源，当电压检测单元301检测到Passive PoE电源的输出电压达到门限值后，生成相应的第二开关控制信号控制第二开关单元302断开标准PoE电源的供电通路，直接由Passive PoE电源为PD设备供电。
参见图5所示，是本发明提供的一种支持多模式PoE供电的PD设备的供电切换模块的一个优选实施例的电路示意图，作为上述方案的改进，所述电压检测单元301包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第二开关管Q2；
所述第一电阻R1的第一端与所述电压检测单元301的第二输入端连接，所述第一电阻R1的第二端与所述第二电阻R2的第一端连接，所述第二电阻R2的第二端接地；
所述第三电阻R3的第一端与所述电压检测单元301的第一输入端连接，所述第三电阻R3的第二端与所述第四电阻R4的第一端连接，所述第四电阻R4的第二端接地；
所述第二开关管Q2的控制端与所述第一电阻R1的第二端连接，所述第二开关管Q2的第一端与所述第三电阻R3的第二端连接，所述第二开关管Q2的第一端还与所述第二开关单元302的控制端连接，所述第二开关管Q2的第二端接地。
具体的，结合上述实施例，第一电阻R1的第一端与电压检测单元301的第二输入端连接，即与Passive PoE电源的正极(Passive PoE+)连接，第三电阻R3的第一端与电压检测单元301的第一输入端连接，即与网口变压器的第一输出端中的标准PoE+输出端连接，第二开关管Q2的第一端还与第二开关单元302的控制端连接，即与电压检测单元301的输出端连接。
需要说明的是，图5中的第二开关管Q2仅以NPN型三极管作为示例性的说明，第二开关管Q2还可以选择PNP型三极管、MOS管等其他开关器件，本发明实施例不作具体限定。
结合图5所示，作为上述方案的改进，所述第二开关单元302包括第三开关管Q3；
所述第三开关管Q3的控制端与所述第二开关单元302的控制端连接，所述第三开关管Q3的第一端与所述第二开关单元302的第一输入端负极连接，所述第三开关管Q3的第二端接地，所述第三开关管Q3的第二端还与所述第二开关单元302的第二输入端负极连接，所述第三开关管Q3的第二端还与所述第二开关单元302的输出端负极连接。
具体的，结合上述实施例，第三开关管Q3的控制端与第二开关单元302的控制端连接，即与第三电阻R3的第二端连接，第三开关管Q3的第一端与第二开关单元302的第一输入端负极连接，即与网口变压器的第一输出端中的标准PoE-输出端(标准PoE电源的负极，即标准PoE-)连接，第三开关管Q3的第二端接地，即与系统地连接，第三开关管Q3的第二端还与第二开关单元302的第二输入端负极连接，即与网口变压器的第二输出端中的PassivePoE-输出端(Passive PoE电源的负极，即Passive PoE-)连接，。
在具体的供电过程中，以Passive PoE电源的供电优先级高于标准PoE电源为例，当只有标准PoE电源供电，Passive PoE电源无供电时，即Passive PoE+无输入，此时，第二开关管Q2关断，标准PoE+电压通过第三电阻R3和第四电阻R4分压，分压后的电压高于第三开关管Q3的开启电压，第三开关管Q3导通，标准PoE-与系统地VSS形成回路，标准PoE电源正常供电(通过VDD向后级电路供电)；当Passive PoE+有输入时，Passive PoE+电压通过第一电阻R1和第二电阻R2分压，分压后的电压高于第二开关管Q2的开启电压，第二开关管Q2导通，此时，第三开关管Q3的栅极被拉低，第三开关管Q3关断，标准PoE-与系统地VSS断开，切断标准PoE电源的供电，而Passive PoE-与系统地VSS连接形成回路，由Passive PoE电源为PD设备供电(通过VDD向后级电路供电)。
需要说明的是，图5中的第三开关管Q3仅以N沟道MOS管作为示例性的说明，第三开关管Q3还可以选择三极管、P沟道MOS管等其他开关器件，本发明实施例不作具体限定。
结合图2和图5所示，作为上述方案的改进，所述第二开关单元302还包括二极管D；
所述二极管D的阳极与所述第二开关单元302的第二输入端正极连接，所述二极管D的阴极与所述第二开关单元302的第一输入端正极连接，所述二极管D的阴极还与所述第二开关单元302的输出端正极连接。
具体的，结合上述实施例，当由标准PoE电源为PD设备正常供电时，为了防止标准PoE电源向Passive PoE电源灌电流，可以在标准PoE电源的正极与Passive PoE电源的正极之间设置一个二极管D，二极管D的阳极与Passive PoE电源的正极(Passive PoE+)连接，二极管D的阴极与标准PoE电源的正极(标准PoE+)连接，当二极管D的阴极电压大于阳极电压时，二极管D处于反向截止状态，从而可以有效防止标准PoE电源向Passive PoE电源灌电流，标准PoE电源通过VDD向后级电路供电。
需要说明的是，图5中的VDD指供电切换模块300的输出端，与后级PoE电压转换模块400的输入端连接，用于为PoE电压转换模块400提供待转换的供电电压。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种支持多模式PoE供电的PD设备，其特征在于，所述PD设备包括接口模块、电压保护模块、供电切换模块、PoE电压转换模块和功能模块；
所述接口模块用于通过网线连接PSE供电设备以获取电源；其中，所述PSE供电设备包括标准PoE供电设备和Passive PoE供电设备；所述电源包括由所述标准PoE供电设备提供的标准PoE电源和由所述Passive PoE供电设备提供的Passive PoE电源；
所述电压保护模块用于判断所述Passive PoE电源是否满足预设的电压范围，以对所述Passive PoE电源进行过压或/和欠压判断；
所述供电切换模块用于对所述标准PoE电源和满足预设电压范围的Passive PoE电源进行切换，以选择所述标准PoE电源或所述满足预设电压范围的Passive PoE电源作为所述PD设备的供电电源；
所述PoE电压转换模块用于对所述供电电源进行电压转换，以为所述功能模块供电；
所述电压保护模块包括高压保护单元、低压保护单元、逻辑单元和第一开关单元；
所述高压保护单元用于判断所述Passive PoE电源的输出电压是否小于预设的高压阈值，并输出相应的高压信号；
所述低压保护单元用于判断所述Passive PoE电源的输出电压是否大于预设的低压阈值，并输出相应的低压信号；
所述逻辑单元用于对所述高压信号和所述低压信号进行逻辑运算，并输出相应的第一开关控制信号；
所述第一开关单元用于根据所述第一开关控制信号控制所述接口模块与所述供电切换模块之间的第二供电通路的连通和断开；其中，所述第一开关单元用于在所述PassivePoE电源的输出电压满足预设电压范围时控制所述第二供电通路连通。
2.如权利要求1所述的支持多模式PoE供电的PD设备，其特征在于，所述接口模块包括以太网接口和网口变压器；
所述以太网接口用于通过网线连接所述标准PoE供电设备和所述Passive PoE供电设备以获取所述电源；
所述网口变压器用于从所述电源中分离出所述标准PoE电源和所述Passive PoE电源。
3.如权利要求2所述的支持多模式PoE供电的PD设备，其特征在于，所述接口模块还包括整流单元；所述整流单元连接于所述以太网接口和所述网口变压器之间；所述整流单元用于对所述电源进行整流处理。
4.如权利要求1所述的支持多模式PoE供电的PD设备，其特征在于，所述高压保护单元包括第一比较器；所述低压保护单元包括第二比较器；
所述第一比较器的正向输入端为高压参考电压输入端，所述第一比较器的反向输入端与所述高压保护单元的输入端连接，所述第一比较器的输出端与所述高压保护单元的输出端连接；
所述第二比较器的正向输入端与所述低压保护单元的输入端连接，所述第二比较器的反向输入端为低压参考电压输入端，所述第二比较器的输出端与所述低压保护单元的输出端连接。
5.如权利要求1所述的支持多模式PoE供电的PD设备，其特征在于，所述逻辑单元包括逻辑与门；所述第一开关单元包括第一开关管；
所述逻辑与门的第一输入端与所述逻辑单元的第一输入端连接，所述逻辑与门的第二输入端与所述逻辑单元的第二输入端连接，所述逻辑与门的输出端与所述逻辑单元的输出端连接；
所述第一开关管的控制端与所述第一开关单元的控制端连接，所述第一开关管的第一端与所述第一开关单元的输入端连接，所述第一开关管的第二端与所述第一开关单元的输出端连接。
6.如权利要求1所述的支持多模式PoE供电的PD设备，其特征在于，所述供电切换模块包括电压检测单元和第二开关单元；
所述电压检测单元用于对所述标准PoE电源和所述满足预设电压范围的Passive PoE电源进行电压检测，并根据检测结果输出相应的第二开关控制信号；
所述第二开关单元用于根据所述第二开关控制信号选择所述标准PoE电源或所述满足预设电压范围的Passive PoE电源作为所述供电电源。
7.如权利要求6所述的支持多模式PoE供电的PD设备，其特征在于，所述电压检测单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻和第二开关管；
所述第一电阻的第一端与所述电压检测单元的第二输入端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端接地；
所述第三电阻的第一端与所述电压检测单元的第一输入端连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地；
所述第二开关管的控制端与所述第一电阻的第二端连接，所述第二开关管的第一端与所述第三电阻的第二端连接，所述第二开关管的第一端还与所述第二开关单元的控制端连接，所述第二开关管的第二端接地。
8.如权利要求6所述的支持多模式PoE供电的PD设备，其特征在于，所述第二开关单元包括第三开关管；
所述第三开关管的控制端与所述第二开关单元的控制端连接，所述第三开关管的第一端与所述第二开关单元的第一输入端负极连接，所述第三开关管的第二端接地，所述第三开关管的第二端还与所述第二开关单元的第二输入端负极连接，所述第三开关管的第二端还与所述第二开关单元的输出端负极连接。
9.如权利要求6所述的支持多模式PoE供电的PD设备，其特征在于，所述第二开关单元还包括二极管；
所述二极管的阳极与所述第二开关单元的第二输入端正极连接，所述二极管的阴极与所述第二开关单元的第一输入端正极连接，所述二极管的阴极还与所述第二开关单元的输出端正极连接。
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