CN112202571B - 一种poe电源传输装置、poe交换机及poe系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种POE电源传输装置，包括：输入网口信号变压器的输入端与输入网口连接，输出网口信号变压器的输出端与输出网口连接，第一选通电路的输入端与输入网口信号变压器的输出端连接，其第一选通端通过升压模块与第二选通电路的输入端连接，其第二选通端与第二选通电路的输入端连接；第二选通电路的第一选通端通过PSE模块与输出网口信号变压器的输入端连接，其第二选通端与输出网口信号变压器的输入端连接；控制模块分别与PSE模块、第一选通电路及第二选通电路连接。本发明实施例还提供了一种POE交换机及POE系统，解决现有技术中的POE交换机的供电网口只能支持单一供电模式的问题。

Description

一种POE电源传输装置、POE交换机及POE系统

技术领域

本发明涉及无线技术领域，尤其涉及一种POE电源传输装置、POE交换机及POE系统。

背景技术

POE系统因其能基于以太网向网络终端传输数据，并能向网络终端供电，无需对终端设备的电源系统进行额外的布线设计，实现接入网络的同时就可以对终端设备供电，已被广泛应用于解决不同终端集中式供电的适配性问题。而现有技术的POE交换机的供电网口只能支持标准PoE供电或非标准PoE供电，从而面对不同的受电设备时需要频繁更换交换机，操作繁琐。

发明内容

本发明实施例提供一种POE电源传输装置、POE交换机及POE系统，能有效解决现有技术中的POE交换机的供电网口只能支持标准PoE供电或非标准PoE供电的问题。

本发明一实施例提供一种POE电源传输装置，包括：

N个输入网口，用于连接供电设备；

N个输出网口，用于连接受电设备，且N≥1；

输入网口信号变压器，其输入端N个所述输入网口连接；

输出网口信号变压器，其输出端与N个所述输出网口连接；

升压模块，用于将所述输入网口信号变压器输入的电压信号进行升压；

PSE模块，用于判断所述受电设备所需的供电模式；

第一选通电路，其输入端与所述输入网口信号变压器的输出端连接，其第一选通端通过所述升压模块与第二选通电路的输入端连接，其第二选通端与第二选通电路的输入端连接；

第二选通电路，其第一选通端通过所述PSE模块与所述输出网口信号变压器的输入端连接，其第二选通端与所述输出网口信号变压器的输入端连接；

控制模块，其采样端与所述输入网口信号变压器的输出端连接，其数据通信端与所述PSE模块的数据通信端连接，其控制端分别与所述第一选通电路的受控端及所述第二选通电路的受控端连接，并用于根据采集到的电压信号控制所述第一选通电路进行选通；

所述控制模块，还用于接收所述PSE模块发送的所述供电模式，并根据所述供电模式控制所述第二选通电路进行选通。

与现有技术相比，本发明实施例公开的一种POE电源传输装置，电源从输入网口的输入，控制模块对从输入网口输入的电压信号进行采样，以判断电压信号是否满足要求，从而控制第一选通电路进行选通，进而保证受电设备的供电需求。再将电压信号发送至第二选通电路，由于PSE模块能够判断所述受电设备所需的供电模式，控制模块获取PSE模块发送的供电模式，那么根据当前受电设备的供电模式即可控制第二选通电路选通不同的选通端，使得POE电源传输装置能够支持多种供电模式，从而交换机可以为多种受电设备供电。

作为上述方案的改进，所述控制模块，其控制端还与所述升压模块的受控端连接，还用于选通所述第一选通电路的第二选通端后，根据所述供电模式控制所述升压模块的升压范围。

作为上述方案的改进，所述供电模式包括：标准PoE供电模式及非标准PoE供电模式。

作为上述方案的改进，所述装置还包括：POE交换模块、DC-DC转换模块及电源输出端；

所述DC-DC转换模块的电源输入端与所述输入网口信号变压器的输出端连接，所述DC-DC转换模块的电源输出端分别与所述POE交换模块及电源输出端连接。

作为上述方案的改进，所述供电设备为PSE供电设备，所述受电设备为PD设备。

作为上述方案的改进，所述第一选通电路及所述第二选通电路为单刀双掷开关、模拟开关或二选一选通器

本发明另一实施例对应提供了一种POE交换机，包括上述发明实施例所述的POE电源传输装置。

与现有技术相比，本发明实施例公开的一种POE交换机，由于采用了上述POE电源传输装置，而POE电源传输装置可以支持多种供电模式，即可以支持标准PoE供电也可以支持非标准PoE供电，从而POE交换机可以根据受电设备的类型进行供电，支持多种供电模式，无需频繁更换交换机，操作方便。

本发明另一实施例对应提供了一种POE系统，所述POE系统包括PSE供电设备、上述发明实施例所述的POE交换机、以及若干个PD设备；

所述PSE供电设备的输出网口与所述POE交换机的输入网口连接；

每一个所述PD设备与所述POE交换机的一个输出网口连接。

与现有技术相比，本发明实施例公开的一种POE系统，由于采用了上述POE电源传输装置，而POE电源传输装置即可以支持标准PoE供电也可以支持非标准PoE供电，使得POE交换机可以根据PD设备的类型进行供电，支持多种供电模式，无需频繁更换交换机，操作方便。

附图说明

图1是本发明提供的一种POE电源传输装置的第一个优选实施例的结构示意图；

图2是本发明提供的非欠压输入、非标准PoE输出模式下的连接示意图；

图3是本发明提供的欠压输入、非标准PoE输出模式下的连接示意图；

图4是本发明提供的非欠压输入、标准PoE输出模式下的连接示意图；

图5是本发明提供的欠压输入、标准PoE输出模式下的连接示意图；

图6是本发明提供的一种POE交换机的一个优选实施例的结构示意图；

图7是本发明提供的一种POE系统的一个优选实施例的结构示意图。

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。

参见图1，是本发明一实施例提供的一种POE电源传输装置的结构示意图。

本发明一实施例提供一种POE电源传输装置100，包括：用于连接供电设备200的N个输入网口101、用于连接受电设备400的N个输出网口104、输入网口信号变压器102、输出网口信号变压器103、用于将所述输入网口信号变压器102输入的电压信号进行升压的升压模块109、用于判断所述受电设备400所需的供电模式的PSE模块110、第一选通电路113、第二选通电路112及用于根据采集到的电压信号控制所述第一选通电路113进行选通的控制模块111。所述控制模块111，还用于接收所述PSE模块110发送的所述供电模式，并根据所述供电模式控制所述第二选通电路112进行选通。其中，N≥1。在本实施例中，所述第二选通电路112及第一选通电路113可以为模拟开关，还可以为单刀双掷开关、二选一选通器等，在此不作限定。所述升压模块109可以为升压芯片。控制模块111可以为控制器。

输入网口信号变压器102的输入端与输入网口101连接，第一选通电路113的输入端与输入网口信号变压器102的输出端连接，第一选通电路113的第二选通端与第二选通电路112的输入端连接，第一选通电路113的第一选通端通过升压模块109与第二选通电路112的输入端连接；第二选通电路112的第一选通端通过PSE模块110与输出网口信号变压器103的输入端连接，第二选通电路112的第二选通端与输出网口信号变压器的输入端连接；输出网口信号变压器103的输出端与输出网口104连接。

控制模块111的采样端与所述输入网口信号变压器102的输出端连接，控制模块111的数据通信端与所述PSE模块110的数据通信端连接，控制模块111的控制端分别与所述第一选通电路113的受控端及所述第二选通电路112的受控端连接。

需要说明的是，在本实施例中，所述供电模式包括：标准PoE供电模式及非标准PoE供电模式。相应地，当PSE模块110检测出受电设备400所需的供电模式为标准PoE供电模式，控制模块111控制第二选通电路112选通第一选通端与PSE模块110连接；当PSE模块110检测出受电设备400所需的供电模式为非标准PoE供电模式，控制模块111控制第二选通电路112选通第二选通端。使得POE电源传输装置100即可以支持标准PoE供电也可以支持非标准PoE供电。

工作原理：

电源从输入网口101的输入，控制模块111对从输入网口101输入的电压信号进行采样，以判断电压信号是否满足要求，从而控制第一选通电路113进行选通，进而保证受电设备的供电需求。再将电压信号发送至第二选通电路112，由于PSE模块110能够判断所述受电设备所需的供电模式，控制模块111获取PSE模块110发送的供电模式，那么根据当前受电设备的供电模式即可控制第二选通电路112选通不同的选通端，使得POE电源传输装置能够支持多种供电模式，从而交换机可以为多种受电设备供电。

优选地，所述控制模块111，其控制端还与所述升压模块109的受控端连接,还用于选通所述第一选通电路113的第一选通端后，根据所述供电模式控制所述升压模块109的升压范围。

具体地，控制器对输入网口信号变压器102的电压信号进行采样，并对电压的电压值进行判断，判断采集的电压值是否满足预设的电压要求；若满足，则说明此时电压处于非欠压状态，则控制第一选通电路113的第二选通端；若不满足，则说明此时电压处于欠压状态，则控制第一选通电路113的第一选通端，以使电压通过升压模块109进行升压。其中，预设的电压要求根据实际情况进行设置，在本实施例中，预设的电压要求为标准PoE供电电压范围。需要说明的是，当电压不满足标准PoE供电电压范围，则说明此时电压处于欠压状态。

当第一选通电路113的第一选通端后，若供电模式为标准PoE供电模式，则控制升压模块109升压至对应的标准PoE供电电压范围；若供电模式为非标准PoE供电模式，则控制升压模块109升压至预设的第一供电电压范围。其中，预设的第一供电范围，可以为标准PoE供电电压范围，也可以是设置的其他电压范围，在此不作限定。可以理解的是，无论是标准PoE供电电压范围，还是标准PoE供电电压范围均预先存储至控制模块111中，每一个供电模式对应一个电压范围。

优选地，作为上述方案的改进，所述装置还包括：POE交换模块108、DC-DC转换模块105及电源输出端。

所述DC-DC转换模块105的电源输入端与所述输入网口信号变压器102的输出端连接，所述DC-DC转换模块105的电源输出端分别与所述POE交换模块108及电源输出端连接。

需要说明的是，输入网口101、输出网口104是能够接收基于以太网传输的电源的接口，因此能接收供电设备200远距离传输的电源，通过以太网向低电压的外部设备300、受电设备400供电。

需要说明的是，现有技术的POE交换机作为PSE供电设备200，从市电获取电能向PD设备供电，而本发明提供的POE电源传输装置100，外部设备300、受电设备400的电源均来源于输入网口101注入的电源。由于电源输出端只能输出低电压，外部设备300可以为DC输入的网络设备等。可以理解的是，若以PD设备作为受电设备400，PSE供电设备200作为供电设备200，而由于POE交换机采用POE电源传输装置100，将不限制于布局在网络拓扑的源端，可以布局在网络拓扑的所需层级，只要有额外的设备作为PSE供电设备200输入电源即可。

具体地，电源从输入网口101输入输入网口信号变压器102，再将注入的电源分两路传输，一部分电源传输至DC-DC转换模块105进行转换，转换后的电源一部分向POE交换模块108供电，另一部分通过电源输出端低电压输出，以向外部设备300供电。控制模块111对从输入网口101输入的另一部分电源进行采样，以判断电压信号是否满足要求，从而控制第一选通电路113进行选通，进而保证受电设备的供电需求。再将电压信号发送至第二选通电路112，由于PSE模块110能够判断所述受电设备所需的供电模式，控制模块111获取PSE模块110发送的供电模式，那么根据当前受电设备的供电模式即可控制第二选通电路112选通不同的选通端，使得POE电源传输装置能够支持多种供电模式，从而交换机可以为多种受电设备供电。

需要说明的是，图1只示意了1个输入网口101、1个输出网口104，实际应用时，可以根据实际需要设置多个输入网口101、多个输出网口104，如图3所示。只要在输入网口信号变压器102和输出网口信号变压器103设置相应的线圈对输入网口101、输出网口104的电源信号以其他数据信号进行传输即可。同时，输入网口101和输出网口104的数量可以根据实际需要设定，当N>1时，也能通过本发明实现电源的多端口输入和多端口输出，不需要其他冗余设计和电源功率叠加设计，设计简单，降低生产成本。

优选地，所述供电设备200为PSE供电设备200，所述受电设备400为PD设备。

在本实施例中，本发明提供的POE电源传输装置100用于POE系统中，可以实现将PSE供电设备200的电源向POE交换系统、PD设备供电。优选地，将POE电源传输装置100和POE交换系统集合成一个POE交换机，该POE交换机既能将PSE供电设备200的电源传输至PD设备，也能将自己作为受电设备400，通过以太网从PSE供电设备200获取其自己所需的电源。

具体实施时，本发明提供的一种POE电源传输装置100，能够将从输入网口101注入的电源分两路传输，一部分电源传输至DC-DC转换模块105，以低电压输出，实现向外部设备300供电；控制模块111对从输入网口101输入的另一部分电源进行采样，以判断电压信号是否满足要求，从而控制第一选通电路113进行选通，进而保证受电设备的供电需求。再将电压信号发送至第二选通电路112，由于PSE模块110能够判断所述受电设备所需的供电模式，控制模块111获取PSE模块110发送的供电模式，那么根据当前受电设备的供电模式即可控制第二选通电路112选通不同的选通端，使得POE电源传输装置能够支持多种供电模式，从而交换机可以为多种受电设备供电。同时，输入网口101和输出网口104的数量可以根据实际需要设定，当N>1时，也能通过本发明实现电源的多端口输入和多端口输出，不需要其他冗余设计和电源功率叠加设计，设计简单，降低生产成本。

为了便于理解，通过POE电源传输装置的四种工作方式对本发明实施例进行举例说明：

一、非欠压输入、非标准PoE输出

参见图2，电源从输入网口101信号变压器102输入，电源分为两部分，一部分经DC-DC转换模块105给交换系统供电及输出DC电源给外部设备供电。另一部分输入至第一选通电路113，控制模块111对另一部分电源进行采样，若采集的电压满足预设的电压要求(在本实施例中，预设的电压要求为标准PoE供电电压范围)时，则说明此时的电压处于非欠压状态，则通过第一选通电路113的第二选通端输入至第二选通电路112。若PSE模块110检测到受电设备400为非标准PD设备，则直接通过第二选通电路112的第二选通端输出至输出网口104，对外进行非标准PoE供电。

二、欠压输入、非标准PoE输出

参见图3，电源从输入网口101信号变压器102输入，电源分为两部分，一部分经DC-DC转换模块105给交换系统供电及输出DC电源给外部设备供电。另一部分输入至第一选通电路113，控制模块111对另一部分电源进行采样，若采集的电压不满满足预设的电压要求(在本实施例中，预设的电压要求为标准PoE供电电压范围)时，则说明此时的电压处于欠压状态，则通过第一选通电路113的第一选通端，通过升压模块109进行升压，升压后的电压信号输入至第二选通电路112。若PSE模块110检测到受电设备400为非标准PD设备，则直接通过第二选通电路112的第二选通端输出至输出网口104，对外进行非标准PoE供电。

三、非欠压输入、标准PoE输出

参见图4，电源从输入网口101信号变压器102输入，电源分为两部分，一部分经DC-DC转换模块105给交换系统供电及输出DC电源给外部设备供电。另一部分输入至第一选通电路113，控制模块111对另一部分电源进行采样，若采集的电压满足预设的电压要求(在本实施例中，预设的电压要求为标准PoE供电电压范围)，则说明此时的电压处于非欠压状态，则通过第一选通电路113的第二选通端输入至第二选通电路112。若PSE模块110检测到受电设备400为标准PD设备，则选通第二选通电路112的第一选通端，通过PSE模块110输出至输出网口104，对外进行标准PoE供电。

四、欠压输入、标准PoE输出

参见图5，电源从输入网口101信号变压器102输入，电源分为两部分，一部分经DC-DC转换模块105给交换系统供电及输出DC电源给外部设备供电。另一部分输入至第一选通电路113，控制模块111对另一部分电源进行采样，若采集的电压不满足预设的电压要求(在本实施例中，预设的电压要求为标准PoE供电电压范围)，则说明此时的电压处于欠压状态，则通过第一选通电路113的第一选通端，通过升压模块109进行升压，升压后的电压信号输入至第二选通电路112。若PSE模块110检测到受电设备400为标准PD设备，则选通第二选通电路112的第一选通端，通过PSE模块110输出至输出网口104，对外进行标准PoE供电。

参见图6，是本发明提供的一种POE交换机的一个优选实施例的结构示意图

本发明一实施例对应提供了一种POE交换机，包括上述发明实施例所述的POE电源传输装置100。

与现有技术相比，本发明实施例公开的一种POE交换机，由于POE电源传输装置可以支持多种供电模式，即可以支持标准PoE供电也可以支持非标准PoE供电，从而POE交换机可以根据受电设备的类型进行供电，支持多种供电模式，无需频繁更换交换机，操作方便。

参见图7，是本发明提供的一种POE系统的一个优选实施例的结构示意图。

本发明一实施例对应提供了一种POE系统，所述POE系统包括PSE供电设备200、上述发明实施例所述的POE交换机、以及若干个PD设备；

所述PSE供电设备200的输出网口104与所述POE交换机的输入网口101连接；

每一个所述PD设备与所述POE交换机的一个输出网口104连接。

与现有技术相比，本发明实施例公开的一种POE系统，由于POE电源传输装置即可以支持标准PoE供电也可以支持非标准PoE供电，使得POE交换机可以根据PD设备的类型进行供电，支持多种供电模式，无需频繁更换交换机，操作方便。

需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种POE电源传输装置，其特征在于，包括：

N个输入网口，用于连接供电设备；

N个输出网口，用于连接受电设备，且N≥1；

输入网口信号变压器，其输入端N个所述输入网口连接；

输出网口信号变压器，其输出端与N个所述输出网口连接；

升压模块，用于将所述输入网口信号变压器输入的电压信号进行升压；

PSE模块，用于判断所述受电设备所需的供电模式；

第一选通电路，其输入端与所述输入网口信号变压器的输出端连接，其第一选通端通过所述升压模块与第二选通电路的输入端连接，其第二选通端与第二选通电路的输入端连接；

第二选通电路，其第一选通端通过所述PSE模块与所述输出网口信号变压器的输入端连接，其第二选通端与所述输出网口信号变压器的输入端连接；

控制模块，其采样端与所述输入网口信号变压器的输出端连接，其数据通信端与所述PSE模块的数据通信端连接，其控制端分别与所述第一选通电路的受控端及所述第二选通电路的受控端连接，并用于根据采集到的电压信号控制所述第一选通电路进行选通；

所述控制模块，还用于接收所述PSE模块发送的所述供电模式，并根据所述供电模式控制所述第二选通电路进行选通；

所述控制模块，其控制端还与所述升压模块的受控端连接,还用于：

对所述输入网口信号变压器的电压信号进行采样，当采集的电压值不满足预设的电压要求，选通第一选通电路的第一选通端；

当第一选通电路的第一选通端选通后，若所述供电模式为标准POE供电模式，则控制所述升压模块升压至对应的标准POE供电电压范围，若所述供电模式为非标准POE供电模式，则控制所述升压模块升压至预设的第一供电电压范围。

2.如权利要求1所述的POE电源传输装置，其特征在于，

所述控制模块，其控制端还与所述升压模块的受控端连接，还用于选通所述第一选通电路的第二选通端后，根据所述供电模式控制所述升压模块的升压范围。

3.如权利要求1或2所述的POE电源传输装置，其特征在于，所述供电模式包括：标准PoE供电模式及非标准PoE供电模式。

4.如权利要求1所述的POE电源传输装置，其特征在于，所述装置还包括：POE交换模块、DC-DC转换模块及电源输出端；

所述DC-DC转换模块的电源输入端与所述输入网口信号变压器的输出端连接，所述DC-DC转换模块的电源输出端分别与所述POE交换模块及电源输出端连接。

5.如权利要求1所述的POE电源传输装置，其特征在于，所述供电设备为PSE供电设备，所述受电设备为PD设备。

6.如权利要求1所述的POE电源传输装置，其特征在于，所述第一选通电路及所述第二选通电路为单刀双掷开关、模拟开关或二选一选通器。

7.一种POE交换机，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的POE电源传输装置。

8.一种POE系统，其特征在于，所述POE系统包括PSE供电设备、如权利要求7所述的POE交换机、以及若干个PD设备；

所述PSE供电设备的输出网口与所述POE交换机的输入网口连接；

每一个所述PD设备与所述POE交换机的一个输出网口连接。

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