CN112730967A - Pse监测电路及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及POE供电技术领域，公开了一种PSE监测电路及装置。PSE监测电路包括：主控单片机及供电电路，供电电路的控制信号端与主控单片机的控制信号端连接，供电电路的检测电压输出端与主控单片机的检测电压输入端连接。供电电路在接入设备满足预设接入规则时，获取供电电压，供电电路根据供电电压生成检测电压，将检测电压输送至主控单片机，主控单片机接收检测电压，根据检测电压得到检测电流，主控单片机对检测电流进行判断，得到检测结果，以实现对电路电压的实时监测，供电电路只有导通或关闭两种状态，有主控电路控制供电电路工作，减小了电路的功率消耗及产热量。

Description

PSE监测电路及装置
技术领域
本发明涉及POE供电技术领域，尤其涉及一种PSE监测电路及装置。
背景技术
POE(Power Over Ethernet)供电技术指的是在现有的以太网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。PSE(Power SourcingEquipment)是基于POE供电的设备，PSE进行监测包括侦测、分级、上电、供电、断电5个步骤。
目前，市场中PSE电路在每一路POE电源负极控制MOS管的开关状态，当MOS管半导通时，PD(受电端)上即可出现检测电压，当MOS管打开时则给PD供电电压，当MOS管关闭时PD电流关闭，停止工作。在不同的工作过程中,MOS管上的管压降不一样，MOS管上的功率消耗也不一样，MOS管会产生较大的功耗，从而产生较大的热量，导致管子发热。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种PSE监测电路及装置，旨在解决现有技术中传统PSE电路的功耗较大，从而产生较大的热量，导致管子发热的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种PSE监测电路，所述PSE监测电路包括：供电电路及主控单片机，所述供电电路的控制信号端与所述主控单片机的控制信号端连接，所述供电电路的检测电压输出端与所述主控单片机的检测电压输入端连接；
所述主控单片机，用于在接入设备满足预设接入规则时，生成导通信号，将所述导通信号发送至所述供电电路；
所述供电电路，用于接收所述导通信号，根据所述导通信号获取供电电压；
所述供电电路，还用于根据所述供电电压生成检测电压，将所述检测电压输送至所述主控单片机；
所述主控单片机，用于接收所述检测电压，对所述检测电压进行采样，得到检测结果，以实现对电路电压的实时监测。
可选地，所述供电电路包括MOS管；
所述MOS管的栅极与所述主控单片机的控制信号端连接，所述MOS管的漏极与所述接入设备的电压输出端连接，所述MOS管的源极接地。
可选地，所述供电电路还包括第一电阻；
所述第一电阻的第一端分别与所述MOS管的源极及所述主控单片机的检测电压输入端连接，所述第一电阻的第二端接地。
可选地，所述供电电路还包括温度保险丝；
所述温度保险丝的第一端与所述接入设备的电压输出端连接，温度保险丝的第二端与所述MOS管的漏极连接。
可选地，所述PSE监测电路还包括检测电路，所述检测电路包括瞬态二极管；所述瞬态二极管的阴极与电源的电压输出端连接，所述瞬态二极管的阳极接地。
可选地，所述检测电路还包括第二电阻；
所述所述第二电阻的第一端分别与所述瞬态二极管的阳极及所述主控单片机的检测电压输入端连接，所述第二电阻的第二端接地。
可选地，所述PSE监测电路还包括第一二极管；
所述第一二极管的阴极与电源的电压输出端连接，所述第一二极管的阳极与所述供电电路的电压输入端连接。
可选地，所述PSE监测电路还包括第一电容及第三电阻；
所述第一电容的第一端分别与电源的电压输出端及第三电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端分别与供电电路的电压输入端及第三电阻的第二端连接。
可选地，所述PSE监测电路还包括第二电容；所述第二电容的第一端与所述主控单片机的控制信号端连接，所述第二电容的第二端接地。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种PSE监测装置，所述PSE监测装置包含如上文所述的PSE监测电路。
本发明通过供电电路的控制信号端与主控单片机的控制信号端连接，供电电路的检测电压输出端与主控单片机的检测电压输入端连接。供电电路在接入设备满足预设接入规则时，获取供电电压，供电电路根据供电电压生成检测电压，将检测电压输送至主控单片机，主控单片机接收检测电压，根据检测电压得到检测电流，主控单片机对检测电流进行判断，得到检测结果，以实现对电路电压的实时监测，供电电路只有导通或关闭两种状态，有主控电路控制供电电路工作，减小了电路的功率消耗及产热量。
附图说明
图1为本发明PSE监测电路第一实施例的功能模块示意图；
图2为本发明PSE监测电路第二实施例的功能模块示意图；
图3为本发明PSE监测电路图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 主控单片机 Q1 MOS管
200 供电电路 FR 温度保险丝
300 检测电路 TVS 瞬态二极管
VN-POE 接入设备的电压输出端 D1 第一二极管
SEN-D 检测电路的检测端 R1～R3 第一～第三电阻
SEN-P 供电电路的检测端 C1～C2 第一～第二电容
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明PSE监测电路第一实施例的功能模块示意图。
所述PSE监测电路包括：供电电路200及主控单片机100，所述供电电路200的控制信号端与所述主控单片机100的控制信号端连接，所述供电电路200的检测电压输出端与所述主控单片机100的检测电压输入端连接。
所述主控单片机100，用于在接入设备满足预设接入规则时，生成导通信号，将所述导通信号发送至所述供电电路200。
需要说明的是，预设接入规则可为PD(接入设备或受电设备)为合法PD即判断接入设备为符合IEEE802.3af供电标准的设备，IEEE802.3af供电标准确立了一个独立于以太网数据传输的直流电源分配网络运作。在存在接入设备，且接入设备合法时，供电电路200才能导通，供电电路200开始工作，本实施例不加以限制。
在具体实施中，PSE监测电路在未接入设备供电之前，主控单片机100会先输出一个低电压来检测接入设备是否符合供电标准。主控单片机100在判断接入设备为符合预设接入规则的设备，即主控单片机100确定PD为合法PD后可向供电设备输出导通的控制信号，以使供电电路200开始工作，本实施例不加以限制。
在本实施例中，所述供电电路200，用于接收所述导通信号，根据所述导通信号获取供电电压。
需要说明的是，供电电路200接收导通信号后，供电电路200中才可以存在电流电压，以生成检测电压。在通常情况下，未接收到导通信号的供电电路200内部无电流电压，此时电压检测可由检测电路300进行检测，本实施例不加以限制。
易于理解的是，供电电路200的供电端可与接入设备连接，电源电压经过接入设备流向供电电路200可使供电电路200获得供电电压，本实施例不加以限制。
所述供电电路200，还用于根据所述供电电压生成检测电压，将所述检测电压输送至所述主控单片机100。
易于理解的是，供电电路200流经自身负载后可获得检测电压，供电电路200的负载可设置为阻值较小的负载。供电电路200工作时，电路中的电流较大，但供电电路200的负载较小，因此供电电路200所需电能较小，并使得发热量较小，本实施例不加以限制。
所述主控单片机100，用于接收所述检测电压，对所述检测电压进行采样，得到检测结果，以实现对电路电压的实时监测。
需要说明的是，主控单片机100检测电压可采用ADC采样，以提高检测精度。ADC采样的工作原理为经过采样、保持、量化和编码将模拟信号转换为数字信号，本实施例不加以限制。
易于理解的是，主控单片机100将检测电压进行采样检测后，可得到较为精确的电压值，检测结果可为最终获得的电压值，主控单片机100也可以通过检测电压判断检测电流。主控单片机100有效读取检测电压的电压值后，可通过检测结果判断检测电压是否处于和发范围，从而实现对电路电压的实时监测，本实施例不加以限制。
本实施例通过供电电路的控制信号端与主控单片机的控制信号端连接，供电电路的检测电压输出端与主控单片机的检测电压输入端连接。供电电路在接入设备满足预设接入规则时，获取供电电压，供电电路根据供电电压生成检测电压，将检测电压输送至主控单片机，主控单片机接收检测电压，根据检测电压得到检测电流，主控单片机对检测电流进行判断，得到检测结果，以实现对电路电压的实时监测，供电电路只有导通或关闭两种状态，有主控电路控制供电电路工作，减小了电路的功率消耗及产热量。
参考图2、图3，图2为本发明PSE监测电路第二实施例的流程示意图；图3为本发明PSE监测电路图。
进一步地，基于上述第一实施例，提出本发明PSE监测电路的第二实施例。
在本实施例中，所述供电电路200包括MOS管Q1；所述MOS管Q1的栅极与所述主控单片机100的控制信号端连接，所述MOS管Q1的漏极与所述接入设备的电压输出端连接，所述MOS管Q1的源极接地。
需要说明的是，供电电压由VN-POE端输入供电电路200。MOS管Q1是在供电电路200中控制供电电路200导通还是关闭的元件，在MOS管Q1接收到主控单片机100发送的导通信号时MOS管Q1导通，此时，导通信号可为控制电压，当控制电压的电压值大有MOS管Q1的导通电压的电压值时，MOS管Q1导通，供电电路200工作，在本实施例不加以限制。
可以理解的是，一般情况下，当供电电路200为接收到导通信号时，MOS管Q1的栅极电压小于源极电压即控制电压小于导通电压，MOS管Q1处于截止状态，供电电路200不工作，此时电压检测也可由检测电路300实现检测，本实施例不加以限制。
在本实施例中，所述供电电路200还包括第一电阻R1；所述第一电阻R1的第一端分别与所述MOS管Q1的源极及所述主控单片机100的检测电压输入端连接，所述第一电阻R1的第二端接地。
易于理解的是，第一电阻R1可为供电电路200中的检测电阻，第一电阻R1可选用较小阻值的电阻，以使供电电路200的负载较小。供电电路200工作时，电路中的电流较大，但第一电阻R1的负载较小，MOS管Q1的内阻也较小，因此供电电路200所需电能较小，并使得发热量较小。供电电路200的检测电压由SEN-P端输出至主控单片机100，本实施例不加以限制。
所述供电电路200还包括温度保险丝FR；所述温度保险丝FR的第一端与所述接入设备的电压输出端连接，温度保险丝FR的第二端与所述MOS管Q1的漏极连接。
易于理解的是，温度保险丝FR可为温度感应回路切断装置，在外部温度达到温度保险丝FR的断开温度时温度保险丝FR的有机物可熔体熔化，器内部的压缩弹簧会变松。即弹簧膨胀，可动触点与左侧引线分离。回路被打开，可动触点与左侧引线间电流被切断，本实施例不加以限制。
在本实施例中，所述PSE监测电路还包括检测电路300，所述检测电路300包括瞬态二极管TVS；所述瞬态二极管TVS的阴极与电源的电压输出端连接，所述瞬态二极管TVS的阳极接地。
需要说明的是，瞬态二极管TVS可为一种高效能保护的二极管，瞬态二极管TVS的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以较快的速度将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电路中的精密元器件免受各种浪涌脉冲而损坏，在本实施例不加以限制。
可以理解的是，当供电电路200为非工作状态时可由检测电路300实现检测，供电电路200不导通时瞬态二极管TVS的两端电压较高，稳压二极管导通，使得检测电路300开始工作，在本实施例不加以限制。
所述检测电路300还包括第二电阻R2；所述所述第二电阻R2的第一端分别与所述瞬态二极管TVS的阳极及所述主控单片机100的检测电压输入端连接，所述第二电阻R2的第二端接地。
可以理解的是，易于理解的是，第二电阻R2可为检测电路300中的检测电阻，第二电阻R2可选用较大阻值的电阻，以使检测电路300的负载电压较大。检测电路300工作时，电路中的电流较小，但第二电阻R2的负载较大，因此检测电路300可生成较大的检测电压，以方便单片机采用更加准确。检测电路300的检测电压由SEN-D端输出至主控单片机100本实施例不加以限制。
所述PSE监测电路还包括第一二极管D1；所述第一二极管D1的阴极与电源的电压输出端连接，所述第一二极管D1的阳极与所述供电电路200的电压输入端连接。
易于理解的是，第一二极管D1可为一种用于将交流电转变为直流电的半导体器件。第一二极管D1可具有只允许电流由单一方向通过的特性，第一二极管D1可为PSE监测电路中的稳压元件，第一二极管D1根据稳压二极管被反向击穿后，在一定反向电流范围内反向电压不随反向电流变化一特点进行稳压，本实施例不加以限制。
所述PSE监测电路还包括第一电容C1及第三电阻R3；所述第一电容C1的第一端分别与电源的电压输出端及第三电阻R3的第一端连接，所述第一电容C1的第二端分别与供电电路200的电压输入端及第三电阻R3的第二端连接。
可以理解的是，第一电容C1与第三电阻R3并联，减小对高频信号的阻抗，第一电容C1的作用可为防止电压突变，吸收尖峰状态的过电压，第三电阻R3可起到阻尼作用，电阻消耗过电压的能量，从而抑制电路的振荡。并联的电阻吸收电容的电能，防止电容的放电电流过大，避免器件损坏，提高电路的安全性，本实施例不加以限制。
所述PSE监测电路还包括第二电容C2；所述第二电容C2的第一端与所述主控单片机100的控制信号端连接，所述第二电容C2的第二端接地
易于理解的是，第二电容C2可为主控单片机100的滤波电容，第二电容C2一端接地另一端接入到电路中，可具有滤波作用，当电流电压穿过电容时，杂波从正极穿至负极，随后直接进入地线，电容可消除杂波，以使提供主控单片机100的控制精度，本实施例不加以限制。
本实施例通过供电电路包括MOS管、第一电阻及温度保险丝，PSE监测电路还包括检测电路，检测电路包括瞬态二极管及第二电阻，PSE监测电路还包括第一二极管、第一电容、第二电容、及第三电阻，检测电路与供电电路分离的PSE监测电路，检测电路与供电电路可分别单独进行检测，减小了电路的功率消耗及产热量，增设保险丝、二极管及电阻电容，提高了电路的安全性。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种PSE监测装置，所述PSE监测控制装置包含如上文所述的PSE监测电路。
由于PSE监测装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种PSE监测电路，其特征在于，所述PSE监测电路包括：主控单片机及供电电路，所述主控单片机的控制信号端与所述供电电路的控制信号端连接，所述供电电路的检测电压输出端与所述主控单片机的检测电压输入端连接；
所述主控单片机，用于在接入设备满足预设接入规则时，生成导通信号，将所述导通信号发送至所述供电电路；
所述供电电路，用于接收所述导通信号，根据所述导通信号获取供电电压；
所述供电电路，还用于根据所述供电电压生成检测电压，将所述检测电压输送至所述主控单片机；
所述主控单片机，用于接收所述检测电压，对所述检测电压进行采样，得到检测结果，以实现对电路电压的实时监测。
2.如权利要求1所述的PSE监测电路，其特征在于，所述供电电路包括MOS管；
所述MOS管的栅极与所述主控单片机的控制信号端连接，所述MOS管的漏极与所述接入设备的电压输出端连接，所述MOS管的源极接地。
3.如权利要求2所述的PSE监测电路，其特征在于，所述供电电路还包括第一电阻；
所述第一电阻的第一端分别与所述MOS管的源极及所述主控单片机的检测电压输入端连接，所述第一电阻的第二端接地。
4.如权利要求2所述的PSE监测电路，其特征在于，所述供电电路还包括温度保险丝；
所述温度保险丝的第一端与所述接入设备的电压输出端连接，温度保险丝的第二端与所述MOS管的漏极连接。
5.如权利要求1所述的PSE监测电路，其特征在于，所述PSE监测电路还包括检测电路，所述检测电路包括瞬态二极管；所述瞬态二极管的阴极与电源的电压输出端连接，所述瞬态二极管的阳极接地。
6.如权利要求5所述的PSE监测电路，其特征在于，所述检测电路还包括第二电阻；
所述所述第二电阻的第一端分别与所述瞬态二极管的阳极及所述主控单片机的检测电压输入端连接，所述第二电阻的第二端接地。
7.如权利要求1所述的PSE监测电路，其特征在于，所述PSE监测电路还包括第一二极管；
所述第一二极管的阴极与电源的电压输出端连接，所述第一二极管的阳极与所述供电电路的电压输入端连接。
8.如权利要求1所述的PSE监测电路，其特征在于，所述PSE监测电路还包括第一电容及第三电阻；
所述第一电容的第一端分别与电源的电压输出端及第三电阻的第一端连接，所述第一电容的第二端分别与供电电路的电压输入端及第三电阻的第二端连接。
9.如权利要求1所述的PSE监测电路，其特征在于，所述PSE监测电路还包括第二电容；所述第二电容的第一端与所述主控单片机的控制信号端连接，所述第二电容的第二端接地。
10.一种PSE监测装置，其特征在于，所述PSE监测装置包含如权利要求1至9任一项所述的PSE监测电路。
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