CN112202572B - 一种poe电源传输装置、poe交换机和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初级侧与N个输入网口连接；输入网口信号变压器的若干初级线圈的中心抽头连接至正极电源总线，输出网口信号变压器的若干初级线圈的中心抽头连接至正极电源总线；输入网口信号变压器的若干初级线圈的中心抽头连接至负极电源总线，输出网口信号变压器的若干初级线圈的中心抽头连接至负极电源总线；输出网口信号变压器的初级侧与N个输出网口连接；DC‑DC转换模块的电源输入端分别与正极电源总线、负极电源总线连接，其电源输出端分别与POE交换模块及电源输出端连接。本发明实施例通过以太网向自身POE交换模块供电，使得POE交换机的使用场地不受市电电源的限制，满足特定的应用场景。

Description

一种POE电源传输装置、POE交换机和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交换机和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。

在现有的POE技术中，POE系统的POE交换机常用作PSE供电设备，POE交换机的输出网口与PD设备(即终端设备)连接，POE交换机从市电获取电能，将电源的正极直接连接到输出网口的正极线对所对应的信号变压器中心抽头上，电源的负极经PSE芯片控制的MOS管后再连接到输出网口的负极线对所对应的信号变压器中心抽头上，以实现对输出网口的电源控制，实现对PD设备的供电控制。

由于现有技术的POE交换机需要从市电获取电能，只能作为供电设备通过以太网向PD设备供电，导致了POE交换机只能应用于网络拓扑的源端，且只适用于布局有市电的区域下使用，不能满足某些无市电区域的布网需求，限制了POE交换机的应用场景。

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POE电源传输装置、POE交换机和POE系统，通过以太网向自身POE交换模块供电，同时还可以向受电设备供电，使得POE交换机的使用场地不受市电电源的限制，满足特定的应用场景。

为了解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种POE电源传输装置，包括：N个用于连接供电设备的输入网口、N个用于连接受电设备的输出网口、输入网口信号变压器、输出网口信号变压器、POE交换模块、DC-DC转换模块及电源输出端，N≥1；其中，

所述输入网口信号变压器的初级侧与N个所述输入网口连接；

所述输入网口信号变压器的若干初级线圈的中心抽头连接至正极电源总线，所述输出网口信号变压器的若干初级线圈的中心抽头连接至所述正极电源总线；所述输入网口信号变压器的若干初级线圈的中心抽头连接至负极电源总线，所述输出网口信号变压器的若干初级线圈的中心抽头连接至所述负极电源总线；

所述输出网口信号变压器的初级侧与N个所述输出网口连接；

所述DC-DC转换模块的电源输入端分别与所述正极电源总线、所述负极电源总线连接，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。

进一步地，所述输入网口信号变压器的若干个所述初级线圈的中心抽头与若干个第一二极管的阳极一一对应连接，若干个所述第一二极管的阴极均连接至所述正极电源总线；

所述输出网口信号变压器的若干个所述初级线圈的中心抽头与若干个第二二极管的阴极一一对应连接，若干个所述第二二极管的阳极均连接至所述正极电源总线。

进一步地，所述输入网口信号变压器的若干个所述初级线圈的中心抽头与若干个第三二极管的阴极一一对应连接，若干个所述第三二极管的阳极均连接至所述负极电源总线；

所述输出网口信号变压器的若干个所述初级线圈的中心抽头与若干个第四二极管的阳极一一对应连接，若干个所述第四二极管的阴极均连接至所述负极电源总线。

进一步地，所述输入网口和所述输出网口均为RJ45接口。

进一步地，所述供电设备为PSE供电设备，所述受电设备为PD设备。

上述提供的一种POE电源传输装置，能够将从输入网口注入的电源分两路传输，一部分电源传输至DC-DC转换模块进行转换，转换后的电源一部分向POE交换模块供电，另一部分通过电源输出端低电压输出，以向外部设备供电；另一部分电源能通过输入网口信号变压器的中心抽头和输出网口信号变压器的中心抽头所形成的电流回路，传输至输出网口，实现向受电设备供电。如此设置，本发明提供的一种POE电源传输装置，能够将以太网输入的电源传输至POE交换模块、受电设备、需要低电压的外部设备，即使在未布局市电电源的区域下，POE交换模块能通过以太网获取所需电源，使得POE交换模块的使用场地不受市电电源的限制，满足特定的应用场景。

为了解决上述技术问题，第二方面，本发明还提供了一种POE交换机，包括如上述发明实施例中所述的POE电源传输装置。

上述提供的一种POE交换机，由于采用了上述发明实施例所述的POE电源传输装置，从而能够将以太网输入的电源传输至外部设备以及POE交换机自身，实现POE交换机既可以向外传输电源，又可以自身作为受电设备受电，即使在未布局市电电源的区域下，POE交换机也能通过以太网获取所需电源，供自身受电使用，使得POE交换机的使用场地不受市电电源的限制，满足特定的应用场景。

为了解决上述技术问题，第三方面，本发明还提供了一种POE系统，所述POE系统包括PSE供电设备、如上述发明实施例中所述的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。

上述提供的一种POE系统，其中的POE交换机能够将PSE供电设备提供的电源分两路传输，一部分电源传输至DC-DC转换模块，以低电压输出，向POE交换机内部交换模块供电；另一部分电源能通过输入网口信号变压器的中心抽头和输出网口信号变压器的中心抽头所形成的电流回路，传输至输出网口，实现向PD设备供电。如此设置，本发明提供的一种POE系统，PSE供电设备的电源能向POE交换机供电，也能通过POE交换机向PD设备供电，实现POE交换机向外传输电源，同时，其自身作为受电设备受电。如此，即使在未布局市电电源的区域下，POE交换机也能通过以太网获取所需电源，供自身受电使用，使得POE系统的使用场地不受市电电源的限制，满足特定的应用场景。

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是本发明提供的输入网口信号变压器和输出网口信号变压器之间的连接示意图；

图3是本发明提供的一种POE电源传输装置的第二个优选实施例的结构示意图；

图4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5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。

实施例一

本发明提供了一种POE电源传输装置100，请参阅图1和图2，图1是本发明提供的一种POE电源传输装置100的第一个优选实施例的结构示意图，图2是本发明提供的输入网口信号变压器102和输出网口信号变压器103之间的连接示意图；具体的，所述装置100包括N个输入网口101、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和DC-DC转换模块105，N≥1；其中，

N个所述输入网口101均用于连接供电设备200；N个所述输出网口104均用于连接受电设备400。

所述输入网口信号变压器102的初级侧与N个所述输入网口101连接。

所述输入网口信号变压器102的若干初级线圈的中心抽头连接至正极电源总线106，所述输出网口信号变压器103的若干初级线圈的中心抽头连接至所述正极电源总线106；所述输入网口信号变压器102的若干初级线圈的中心抽头连接至负极电源总线107，所述输出网口信号变压器103的若干初级线圈的中心抽头连接至所述负极电源总线107。

所述输出网口信号变压器103的初级侧与N个所述输出网口104连接。

所述DC-DC转换模块105的电源输入端分别与所述正极电源总线106、所述负极电源总线107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。

具体实施时，供电设备200通过以太网传输电源，通过输入网口101被接收，并依次传输至输入网口信号变压器102的初级侧。此时，供电设备200提供的电源将分两部分传输：一部分电源通过输入网口信号变压器102的若干初级线圈注入到DC-DC转换模块105的电源输入端，DC-DC转换模块105将电源转换成低电压，并从DC-DC转换模块105的电源输出端输出至外部设备300，实现通过以太网向外部设备300供电；而另一部分电源如图2所示，通过输入网口信号变压器102的若干初级线圈的中心抽头输出，经过正极电源总线106后传输至输出网口信号变压器103的若干初级线圈的中心抽头，再由输出网口信号变压器103的若干初级线圈的中心抽头输出，通过输出网口给受电设备400供电，再经由负极电源总线107后传输至输入网口信号变压器102的若干初级线圈的中心抽头，如此实现了电流回路，受电设备400便能通过输出网口104从输出网口信号变压器103的初级侧获取电源，实现通过以太网向受电设备400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2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。例如，若输入网口101和输出网口104为RJ45接口，具有8个端子(4对)，相应的传输线也具有4对，图2示意了在输入网口信号变压器102中，以连接4、5信号线的线圈为输入网口信号变压器102的第一初级线圈，以连接7、8信号线的线圈为输入网口信号变压器102的第二初级线圈；在输出网口信号变压器103中，以连接4、5信号线的线圈为输出网口信号变压器103的第一初级线圈，以连接7、8信号线的线圈为输出网口信号变压器103的第二初级线圈。输入网口信号变压器102和输出网口信号变压器103的其他线圈可用于传输其他数据信号。可以理解的，实际应用时输入网口信号变压器102内的各个线圈可以随意分配与各个输入网口101的连接方式，图2示意了按照各个输入网口101顺序、输入网口101的端子顺序配置输入网口信号变压器102的各个线圈的连接方式，图2的输出网口信号变压器103也是同理，图2只是为了方便理解作出的示意，并不是限定各个线圈的连接方式。

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。

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；另一部分电源能通过输入网口信号变压器102的中心抽头和输出网口信号变压器103的中心抽头所形成的电流回路，传输至输出网口104，实现向受电设备400供电。如此设置，本发明提供的一种POE电源传输装置100，能够将以太网输入的电源传输至POE交换模块108、受电设备400、需要低电压的外部设备300，即使在未布局市电电源的区域下，POE交换模块108能通过以太网获取所需电源，使得POE交换模块108的使用场地不受市电电源的限制，满足特定的应用场景。

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，如图2所示，所述输入网口信号变压器102的所述初级线圈的中心抽头与若干个第一二极管D1的阳极一一对应连接，若干个所述第一二极管D1的阴极均连接至所述正极电源总线106；

所述输出网口信号变压器103的若干所述初级线圈的中心抽头与若干个第二二极管D2的阴极一一对应连接，若干个所述第二二极管D2的阳极均连接至所述正极电源总线106。

在本实施例中，利用二极管的单向导通特性，通过第一二极管和第二二极管，使得电流在正极电源总线106上单向传输至输出网口信号变压器103，防止电流在正极电源总线106上回流，保护POE电源传输装置100。

优选地，如图2所示，所述输入网口信号变压器102的若干个所述第二次级线圈的中心抽头与若干个第三二极管D3的阴极一一对应连接，若干个所述第三二极管D3的阳极均连接至所述负极电源总线107；

所述输出网口信号变压器103的若干所述初级线圈的中心抽头与若干个第四二极管D4的阳极一一对应连接，若干个所述第四二极管D4的阴极均连接至所述负极电源总线107。

在本实施例中，利用二极管的单向导通特性，通过第三二极管和第四二极管，使得电流在负极电源总线107上单向传输至输入网口信号变压器102，防止电流在负极电源总线107上回流，保护POE电源传输装置100。

优选地，所述输入网口101和所述输出网口104均为RJ45接口。

在本实施例中，输入网口101和输出网口104均为RJ45接口，能够对数据进行传输，还能够对电源进行传输，如图3所示。RJ45接口具有8个端子，即4对接线端子，一般其中的4个端子分别被配置为数据发送正端、数据发送负端、数据接收正端、数据接收负端，还剩下4个端子可以选用配置为传输电源。具体实施本发明时，可以自主选择以太网线对中任意的2个线对作为传输正极电源、负极电源的线对。例如，通常会把RJ45接口的1号引脚、2号引脚、3号引脚、6号引脚分别配置为数据发送正端、数据发送负端、数据接收正端、数据接收负端，相应的以太网线对中12信号线对、36信号线对就用于传输数据，则可选取45信号线对和78信号线对作为正极电压线对、负极电压线对，如图2所示，图中的输入网口信号变压器102和输出网口信号变压器103的线圈的编号是与RJ45接口、以太网线对相对应的编号。

需要说明的是，选取的2个线对中，正负极可以随意分配，图2只是一种示意。同时，各个设备间的RJ45接口应当相应配置，即线对功能、电源极性应当相互匹配，才能实现相应数据、电源的传输。

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；另一部分电源能通过输入网口信号变压器102的中心抽头和输出网口信号变压器103的中心抽头所形成的电流回路，传输至输出网口104，实现向受电设备400供电。如此设置，本发明提供的一种POE电源传输装置100，能够将以太网输入的电源传输至受电设备400、需要低电压的外部设备300，即使在未布局市电电源的区域下，外部设备300能通过以太网获取所需电源，使得外部设备300的使用场地不受市电电源的限制，满足特定的应用场景。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。

实施例二

本发明提供了一种POE交换机，请参阅图4，图4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；具体的，所述种POE交换机，包括如上述发明实施例中所述的POE电源传输装置100。

在本实施例中，POE交换机既能作为供电设备200将PSE供电设备200提供的电传输至PD设备，也能作为受电设备400，通过以太网从PSE供电设备200获取自身所需的电源。

本发明提供的一种POE交换机，由于采用了上述发明实施例所述的POE电源传输装置100，从而能够将以太网输入的电源传输至外部设备300以及POE交换机自身，实现POE交换机既可以向外传输电源，又可以自身作为受电设备400受电，即使在未布局市电电源的区域下，POE交换机也能通过以太网获取所需电源，供自身受电使用，使得POE交换机的使用场地不受市电电源的限制，满足特定的应用场景。

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，大大降低了多端口受电输入、多端口供电输出的POE交换机的生产成本。

需要说明的是，本发明提供的POE交换机实现向PD设备传输电源、向自身传输电源的实施过程、原理、有益效果与上述实施例一提供的POE电源传输装置100的实施过程、原理、有益效果相类似，故在此不再赘述。

实施例三

本发明还提供了一种POE系统，请参阅图5，图5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；具体的，所述POE系统包括PSE供电设备200、如实施例二提供的所述的POE交换机500、以及若干个PD设备400；

所述PSE供电设备200的输出网口104与所述POE交换机500的输入网口101连接；

每一个所述PD设备400与所述POE交换机500的一个输出网口104连接。

本发明提供的一种POE系统，其中的POE交换机能够将PSE供电设备200提供的电源分两路传输，一部分电源传输至DC-DC转换模块105，以低电压输出，向POE交换机内部交换系统供电；另一部分电源能通过输入网口信号变压器102的中心抽头和输出网口信号变压器103的中心抽头所形成的电流回路，传输至输出网口104，实现向PD设备供电。如此设置，本发明提供的一种POE系统，PSE供电设备200的电源能向POE交换机供电，也能通过POE交换机向PD设备供电，实现POE交换机向外传输电源，同时，其自身作为受电设备400受电。如此，即使在未布局市电电源的区域下，POE交换机也能通过以太网获取所需电源，供自身受电使用，使得POE系统的使用场地不受市电电源的限制，满足特定的应用场景。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，大大降低了多端口受电输入、多端口供电输出的POE交换机的生产成本，POE系统的生产成本也就相应降低。

需要说明的是，现有技术中，以POE交换机直接作为PSE供电设备200，而本发明的PSE供电设备200是独立于POE交换机的、通过以太网向POE交换机和PD设备注入电源的设备，即向POE交换机、PD设备供电的电源均由输入网口101注入的电源提供。

需要说明的是，本发明提供的POE交换系统，实现PSE电源既能向外PD设备传输，又能向POE交换机传输的实施过程、原理、有益效果与上述实施例二提供的POE交换机的实施过程、原理、有益效果相类似，故在此不再赘述。

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 (7)

1.一种POE电源传输装置，其特征在于，包括：N个用于连接供电设备的输入网口、N个用于连接受电设备的输出网口、输入网口信号变压器、输出网口信号变压器、POE交换模块、DC-DC转换模块及电源输出端，N≥1；其中，

所述输入网口信号变压器的初级侧与N个所述输入网口连接；

所述输入网口信号变压器的若干初级线圈的中心抽头连接至正极电源总线，所述输出网口信号变压器的若干初级线圈的中心抽头连接至所述正极电源总线；所述输入网口信号变压器的若干初级线圈的中心抽头连接至负极电源总线，所述输出网口信号变压器的若干初级线圈的中心抽头连接至所述负极电源总线；

所述输出网口信号变压器的初级侧与N个所述输出网口连接；

所述DC-DC转换模块的电源输入端分别与所述正极电源总线、所述负极电源总线连接，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。

2.如权利要求1所述的POE电源传输装置，其特征在于，所述输入网口信号变压器的若干所述初级线圈的中心抽头与若干个第一二极管的阳极一一对应连接，若干个所述第一二极管的阴极均连接至所述正极电源总线；

所述输出网口信号变压器的若干个所述初级线圈的中心抽头与若干个第二二极管的阴极一一对应连接，若干个所述第二二极管的阳极均连接至所述正极电源总线。

3.如权利要求1所述的POE电源传输装置，其特征在于，所述输入网口信号变压器的若干个所述初级线圈的中心抽头与若干个第三二极管的阴极一一对应连接，若干个所述第三二极管的阳极均连接至所述负极电源总线；

所述输出网口信号变压器的若干个所述初级线圈的中心抽头与若干个第四二极管的阳极一一对应连接，若干个所述第四二极管的阴极均连接至所述负极电源总线。

4.如权利要求1所述的POE电源传输装置，其特征在于，所述输入网口和所述输出网口均为RJ45接口。

5.如权利要求4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。

6.一种POE交换机，其特征在于，包括如权利要求1-4任意一项所述的POE电源传输装置。

7.一种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6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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