CN113708942A - 用于poe系统的受电端控制电路和电子设备 - Google Patents

Abstract

一种用于POE系统的受电端控制电路和电子设备，该受电端控制电路包括功率匹配模块和供电控制模块，其中：功率匹配模块用于与供电端完成至少一次握手协议，一次握手协议与供电端沟通一个功率等级，当一次握手协议未能握手成功时，功率匹配模块与供电端沟通另一个功率等级，直到握手成功；供电控制模块用于基于供电端提供的电压向功率匹配模块供电，并用于在功率匹配模块与供电端握手成功后，基于供电端提供的电压向受电端的负载供电。本申请的电路能够实现自动匹配不同功率等级的供电端，不需要根据不同的功率选用不同的芯片或配置不同的硬件参数，使得受电端设备的适应性更强，也能降低成本，且可以随意搭配各种电源架构实现灵活的供电设计。

Description

用于POE系统的受电端控制电路和电子设备

技术领域

本申请涉及基于以太网(Power Over Ethernet，简称为POE)的供电系统的技术领域，更具体地涉及一种用于POE系统的受电端控制电路和电子设备。

背景技术

POE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技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。

POE系统包括供电端设备(Power Sourcing Equipment，简称为PSE)和受电端设备(Powered Device，简称为PD)两部分。PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备，同时也是整个POE以太网供电过程的管理者。而PD设备是接受供电的PSE负载，即POE系统的客户端设备，如IP电话、网络安全摄像机、AP及掌上电脑或移动电话充电器等许多其他以太网设备。PSE设备和PD设备这两者基于IEEE 802.3af/at/bt标准建立有关受电端设备PD的连接情况、设备类型、功耗级别等方面的信息联系，并以此为根据由PSE通过以太网向PD供电。

目前，PD设备端检测识别的功能都被单独封装成专用检测芯片或与开关电源功能封装到一起成为专用的系统级芯片(SOC)，这使得PD端都是采用固定PD功率特征芯片或通过配置芯片外的硬件参数来表明PD的功率特征，适用性和灵活性较差，尤其对于动态输出的变化功率，无法满足要求，在一些场景也无法使用。另一方面，这类芯片都属于专用芯片，通用性不强，成本偏高。

发明内容

为了解决上述问题中的至少一个而提出了本申请。根据本申请一方面，提供了一种用于POE系统的受电端控制电路，受电端控制电路包括功率匹配模块和供电控制模块，其中：功率匹配模块用于与供电端完成至少一次握手协议，一次握手协议与供电端沟通一个功率等级，当一次握手协议未能握手成功时，功率匹配模块与供电端沟通另一个功率等级，直到握手成功；供电控制模块用于基于供电端提供的电压向功率匹配模块供电，并用于在功率匹配模块与供电端握手成功后，基于供电端提供的电压向受电端的负载供电。

在本申请的一个实施例中，功率匹配模块进一步用于按照功率等级从大到小的顺序与供电端完成握手协议，直到握手成功。

在本申请的一个实施例中，功率匹配模块进一步用于在握手成功后向受电端的负载输出握手成功时沟通的功率等级。

在本申请的一个实施例中，功率匹配模块包括微控制器、滤波电路和恒流源电路，微控制器包括用于与供电端握手成功的控制逻辑，并基于控制逻辑而输出矩形波电压，滤波电路用于将矩形波电压转化为直流电压，恒流源电路用于将直流电压转化为反映功率等级的特征电流。

在本申请的一个实施例中，供电控制模块包括稳压器、分压电路和开关，稳压器用于基于供电端向微控制器和恒流源电路供电，微控制器经由分压电路检测供电端的电压而输出矩形波电压，微控制器基于开关控制是否对受电端的负载供电。

在本申请的一个实施例中，供电控制模块还包括电路保护元件，用于进行过流保护和短路保护。

在本申请的一个实施例中，恒流源电路包括运算放大器、晶体管和电流检测电阻，运算放大器的正极输入连接滤波电路的输出，运算放大器的负极输入连接电流检测电阻，运算放大器的输出经由晶体管连接电流检测电阻。

在本申请的一个实施例中，滤波电路为二级低通滤波电路。

在本申请的一个实施例中，受电端控制电路还包括签名检测模块，用于由供电端检测受电端的合法性。

根据本申请另一方面，提供了一种电子设备，电子设备包括上述的用于POE系统的受电端控制电路。

根据本申请实施例的用于POE系统的受电端控制电路和电子设备能够实现自动匹配不同功率等级的供电端，不需要根据不同的功率选用不同的芯片或配置不同的硬件参数，不仅使得受电端设备的适应性更强，也能降低成本，且可以随意搭配各种电源架构实现灵活的供电设计。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1示出根据本申请一个实施例的用于POE系统的受电端控制电路的示意性结构框图。

图2示出根据本申请另一个实施例的用于POE系统的受电端控制电路的示意性结构框图。

图3示出根据本申请实施例的用于POE系统的受电端控制电路中与供电端进行握手协议的示意图。

图4示出根据本申请再一个实施例的用于POE系统的受电端控制电路的示意性结构框图。

具体实施方式

为了使得本申请的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。基于本申请中描述的本申请实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本申请的保护范围之内。

现有POE系统中的受电端通常用芯片或者配置芯片外的硬件参数来表明其功率特征，因此，在受电端与供电端进行握手协议时，一般仅进行一次握手协议以与供电端沟通其功率等级，一旦沟通失败，则供电端无法为受电端供电。例如，假定受电端功率等级为71.3瓦特(W)，在进行握手协议时，受电端将该功率等级报告给供电端，而供电端为60W功率等级的供电端，其仅能提供51W给受电端，如此，通过握手协议，供电端与受电端握手失败，供电端将断开电源并再次启动检测过程。然而，即使再次检测，得到的结果仍然是受电端功率等级为71.3W，供电端不能为其供电。因此，前述的仅进行一次握手协议其实是仅进行该芯片所表征或配置的功率等级的沟通，无论被供电端设备检测到几次，进行几次握手协议，结果都是一样的，要么受电端设备与供电端设备功率等级匹配，供电成功，要么受电端设备与供电端设备功率等级不匹配，供电失败。因此，如前的，现有POE系统中的受电端通用芯片或者配置芯片外的硬件参数来表明其功率特征，不仅成本高，而且适应性差，通用性不强。

基于此，本申请提供一种用于POE系统的受电端控制电路。下面结合附图来描述。首先，参考图1描述根据本申请一个实施例的用于POE系统的受电端控制电路100的示意性结构框图。如图1所示，受电端控制电路100包括功率匹配模块110和供电控制模块120。其中，功率匹配模块110用于与供电端完成至少一次握手协议，一次握手协议与供电端沟通一个功率等级，当一次握手协议未能握手成功时，与供电端沟通另一个功率等级，直到握手成功。供电控制模块120用于基于供电端提供的电压向功率匹配模块110供电，并用于在功率匹配模块110与供电端握手成功后，基于供电端提供的电压向受电端的负载供电。

在本申请的实施例中，受电端控制电路100包括功率匹配模块110，该模块与供电端完成一次或者多次握手协议，这取决于何时能够握手成功。如果与供电端进行一次握手协议就能握手成功，则功率匹配模块110仅需要进行一次握手协议。如果与供电端进行一次握手协议未能握手成功，则等待供电端再次检测受电端、与受电端进行握手协议时，更换一个功率等级与供电端沟通，如果此次握手成功，则等待供电端为提供工作电压即可，该工作电压将用于为握手成功时沟通的功率等级所对应的负载供电。如果第二次握手仍然失败，则等待供电端再次检测受电端，与受电端进行握手协议时再次更换一个功率等级与供电端沟通即可，如此循环，直到握手成功为止。因此，根据本申请实施例的用于POE系统的受电端控制电路能够与供电端进行至少一次握手协议，一次握手协议与供电端沟通一个功率等级，当一次握手协议未能握手成功时，与供电端沟通另一个功率等级，直到握手成功。由于按照POE系统的标准，供电端设备和受电端设备的功率等级都是确定的(稍后结合表1详细描述供电端设备和受电端设备各自的8个功率等级)，因此，功率匹配模块110最终必然能够与供电端握手成功，从而实现自动匹配不同功率等级的供电端，不需要根据不同的功率选用不同的芯片或配置不同的硬件参数，不仅使得受电端设备的适应性更强，也能降低成本，且由于是单独的电路模块实现总能握手成功的握手协议，因而可以随意搭配各种电源架构实现灵活的供电设计。

在本申请的实施例中，功率匹配模块110可以按照功率等级从大到小的顺序与供电端完成握手协议，直到握手成功。在该实施例中，功率匹配模块110在第一次与供电端进行握手协议时，向供电端报告受电端最高的功率等级。如果此次握手成功，表明供电端有能力向受电端供电，则对于受电端其他的功率等级可无需再执行握手协议即可确认供电端有对应的供电能力。如果此次握手失败，则第一次与供电端进行握手协议，向供电端报告受电端次高的功率等级。依次类推，直到握手成功。在其他实施例中，功率匹配模块110也可以按照功率等级从小到大的顺序与供电端完成握手协议，直到握手成功；或者，功率匹配模块110也可以将受电端的所有功率等级按照任意随机的顺序报告给供电端，即与供电端进行的一次或多次握手协议不限定受电端的功率等级的顺序。

在本申请的实施例中，功率匹配模块110可以在握手成功后向受电端的负载输出握手成功时沟通的功率等级，以指示负载应该消耗多少功率，防止负载消耗的功率大于供电端能提供的功率。

在本申请的实施例中，功率匹配模块110可以包括微控制器、滤波电路和恒流源电路(未在图1中示出，稍后结合图2描述)。其中，微控制器(Microcontroller Unit，简称为MCU)包括用于与供电端握手成功的控制逻辑，并基于控制逻辑而输出矩形波电压，滤波电路用于将矩形波电压转化为直流电压，恒流源电路用于将直流电压转化为反映功率等级的特征电流。由于根据握手协议，不同的功率等级要用不同的特征电流序列来表征(稍后结合图4描述)，因此可根据受电端要表明的功率等级确定要在握手事件中分别表达出的特征电流的大小，并由此反推所需求的直流电压的大小，从而推算出微控制器应该输出的矩形波电压的大小和时序。由于微控制器是通用器件，滤波电路和恒流源电路也都是可以用电阻、电容、运算放大器等元器件搭配的电路，因此相对于采用芯片表征功率等级，采用这样通用器件构成的功率匹配模块能够低成本实现自动匹配不同功率等级的供电端。

在本申请的实施例中，供电控制模块120可以包括稳压器、分压电路和开关(未在图1中示出，稍后结合图2描述)，稳压器用于基于供电端向微控制器和恒流源电路供电，微控制器经由分压电路检测供电端的电压而输出矩形波电压，微控制器基于开关控制为受电端的负载供电的通断。在该实施例中，供电控制模块120可以采用稳压器从供电端获取合适功率匹配模块110工作的电压，以为功率匹配模块110中的微控制器和恒流源电路供电。分压电路是为了使得微控制器能够检测到供电端输入的电压情况，根据该电压情况了解握手进程，根据握手进程给出相应的反馈来表征受电端的功率等级(即根据握手进程给出相应的电压，使得恒流源电路展现表征受电端的功率等级的特征电流，稍后结合图3的示例详细描述)。开关是为了控制受电端的负载供电的通断，一般地，在握手成功之前，微控制器控制该开关关闭，供电端与受电端的负载不相连，不能供电；在握手成功之后，微控制器控制该开关打开，供电端与受电端的负载相连，使得供电端根据成功握手时的沟通结果为受电端的负载供电。

在本申请的实施例中，供电控制模块120可以包括电路保护元件，用于进行过流保护和短路保护。具体地，可以由功率匹配模块110的微控制器来通过电路保护元件检测系统是否有过流和短路异常发生，如果有，则做断开处理。

在本申请的实施例中，受电端控制电路100还可以包括签名检测模块(未在图1中示出)，用于由供电端检测受电端的合法性。在该实施例中，签名检测模块可以用于证明受电端的合法性(即稍后结合图2描述)，即供电端提供检测电压，签名检测模块基于该检测电压反馈一定的电流，基于该检测电压和电流供电端能够签名检测模块的阻抗作为受电端的特征阻抗，如果该特征阻抗在规定范围内，则认为受电端是合法设备，则可以由功率匹配模块110和供电控制模块120执行前述的操作。在其他实施例中，签名检测模块不是必需的，也可以无论受电端是否是合法设备，均由功率匹配模块110和供电控制模块120执行前述的操作，以实现自动匹配不同功率等级的供电端，使得供电端对受电端供电。

基于上面的描述，根据本申请实施例的用于POE系统的受电端控制电路能够实现自动匹配不同功率等级的供电端，不需要根据不同的功率选用不同的芯片或配置不同的硬件参数，不仅使得受电端设备的适应性更强，也能降低成本，且可以随意搭配各种电源架构实现灵活的供电设计。

下面参考图2描述根据本申请另一个实施例的用于POE系统的受电端控制电路。图2示出了本申请另一个实施例的用于POE系统的受电端控制电路200的示意性结构框图，受电端控制电路200可以看作是受电端控制电路100的一种实现方式。如图2所示，受电端控制电路200包括主控MCU②、二次滤波⑥和恒流源电路③，它们用于实现前文实施例中的功率匹配模块110。其中，主控MCU②包括用于与供电端握手成功的控制逻辑，并基于控制逻辑而输出矩形波电压；二次滤波⑥用于将矩形波电压转化为直流电压；恒流源电路③用于将直流电压转化为反映功率等级的特征电流。受电端控制电路200还包括供电电路⑤、电流检测④和开关⑦，它们用于实现前文实施例中的供电控制模块120。其中，供电电路⑤用于基于供电端向主控MCU②和恒流源电路③供电；主控MCU②基于开关⑦控制为受电端的负载供电的通断；电流检测④用于进行过流保护和短路保护。受电端控制电路200还包括检测签名电路①，其用于实现前文实施例中的签名检测模块。下面结合图3、表1、表2和表3描述受电端控制电路200的具体操作实例。

检测签名电路①的目的是PSE在为PD设备供电前，先检验接入的受电设备是否是符合IEEE 802.3标准的PD设备，检测方法是PSE设备会通过供电线路输出两个电压V1和V2，它们的电压差大于1V且都在2.7V-10.1V范围内的电压(间隔时间>2ms)，PSE通过每次输出的电压值(V1和V2)和测量的电流值(I1和I2)计算出特征阻抗R＝(V1-V2)/(I1-I2)，当特征阻抗在23.7KΩ～26.3KΩ之间时，证明接入的设备是合法的PD设备。

主控MCU②、二次滤波⑥和恒流源电路③是用于实现分类和功率分级。由于PD设备种类很多，需要的电源功率也各不相同，所以在PSE正确检测到PD以后，就要检测PD的类别和功率需求等级，802.3标准规定8个等级PSE和PD对应的功率大小见表1所示的功率等级列表。

表1

也就是说，802.3标准PSE和PD均有8个功率等级，分别为等级1到等级8(class 1到class 8)，前3个等级对应的分类结果是类型1(如图3中所示出的TYPE 1)，第4个等级对应的的分类结果是类型2(如图3中所示出的TYPE 2)，第5个等级和第6个等级对应的分类结果是类型3(如图3中所示出的TYPE 3)，第7个等级和第8个等级对应的分类结果是类型4(如图3中所示出的TYPE 4)。由于电缆损耗，PSE的功率略大于PD的功率，但同一功率等级的PSE和PD两者的功率大小是对应的。例如，对于class 1的PSE，其可提供4W的功率，由于电缆损耗，其提供给class 1的PD时，功率损耗至3.84W，对应地，class 1的PD的需要的功率为3.84W。其他功率等级也是类似的情况，此处不再一一赘述。在受电端与供电端进行握手协议时，可将受电端的功率等级传达给供电端，如果二者功率等级相同，或者供电端功率等级高于受电端功率等级，则供电端可以为受电端供电，握手成功。

如前的，受电端的功率等级通过特征电流来表征。因此，PSE向PD提供一定的电压，然后通过测量PD消耗特征电流的大小来确定PD设备属于哪个等级。分级过程时间限制在10～75ms之间。功率分级时共包括5种特征电流，分别为等级0到等级4的特征电流(class 0到class 4的特征电流)，参见表2的特征电流列表。

表2

可以在握手事件中按照一定顺序呈现特征电流组合，以表征受电端的功率等级。下面结合表3来描述8个功率等级各自在握手协议的握手事件中应该呈现的特征电流等级的列表。

表3

如表3所示，class 1的PD，其在握手协议中需要至少三个握手事件，这三次握手事件依次反馈class 1、class 1、class 1级别的特征电流(即每次握手事件均反馈9到12mA，如表2所示的)。此外，也可以再进行第四次握手事件和第五次握手事件，这两次握手事件也反馈class 1级别的特征电流，也可忽略这两次握手事件(如表3中的class 1所在行的[1]；其中，中括号表示该次握手事件可以执行，也可以不执行；中括号中的数字表示执行握手事件应该反馈的特征电流的等级)。再如，class 8的PD，其在握手协议中需要五个握手事件，这五次握手事件依次反馈class 4、class 4、class 3、class 3、class 3级别的特征电流(即五次握手事件依次反馈36-44mA、36-44mA、26-30mA、26-30mA、26-30mA，如表2所示的)。

下面结合图3所示波形以从class 8功率等级开始沟通为例来描述PSE与PD的握手过程。步骤1：在检测签名后，PSE输出14.5～20.5V电压，PD消耗class 4(40mA)特征电流，接着PSE将电压降到7～10V电压，PD也将消耗电流降低到0.25～4mA，这样就完成了事件1(Event 1)；步骤2：重复步骤1的参数完成事件2(Event 2)；步骤3：当PSE输出高电压(诸如40V到57V的工作电压)，PD调整消耗class 3(30mA)特征电流，其余参数不变完成事件3(Event 3)；步骤4：重复步骤3完成事件4(Event 4)；步骤5：重复步骤3完成事件5(Event5)，握手协议完成。此时，通过握手协议，PSE知晓PD是功率等级为class 8(71.3W)的负载。如果PSE能够提供class 8的功率(90W)，则握手成功，PSE后续将可以为PD供电。如果PSE不能提供class 8的功率(即PSE能提供的功率小于90W)，则握手失败，待PSE下次再次检测PD时，PD再次与PSE执行握手协议时告知PSE它的功率等级为class 7，过程如前文步骤1到步骤5的类似，只是每一步的特征电流发生了变化，要与功率等级为class 7时对应的特征电流序列相对应，此处为了简洁，不再赘述。同理，如果握手成功，则PSE以class 7级别的功率等级为PD供电；如果握手失败，PD下次握手协议时沟通class 6功率等级。以此类推，直到握手成功。在结合图3所示的示例中，是按照功率等级从大到小的顺序与PSE完成握手协议，直到握手成功。应理解，这仅是示例性的，在另一示例中，还可以按照功率等级从小到大的顺序与PSE完成握手协议，直到握手成功。在其他示例中，还可以将PD的所有功率等级按照任意随机的顺序报告给PSE(即与PSE进行的一次或多次握手协议不限定PD的功率等级的顺序)，直到握手成功。

现在返回参考图2，由于在与PSE完成握手协议直到握手成功需要如前文的向PSE反馈特征电流序列以表征PD的功率等级，也就是说恒流源电路③要呈现这样的特征电流序列，主控MCU②可根据这样的特征电流序列控制输出对应的矩形波电压，由二次滤波⑥转换为直流电压后，再由恒流源电路③转化为特征电流序列(稍后结合图4描述更具体的示例)。

此外，如前的，在握手成功后，PSE确定了PD的功率等级，主控MCU②在检测到PSE的电压上升到工作电压40～57V后，再打开开关⑦给后级转化电路(负载)供电。此外，主控MCU②还可以通过电流检测④检测系统是否有过流和/或短路异常，如果有，则做断开处理。进一步地，主控MCU②还可以在握手成功后向受电端的负载输出握手成功时沟通的功率等级(诸如以3比特输出000到111中的一个表示，其中000到111可以分别代表功率等级的class0到class 8)，以指示负载应该消耗多少功率，防止负载消耗的功率大于供电端能提供的功率。

以上结合图2到图3示例性地描述了根据本申请实施例的用于POE系统的受电端控制电路及其工作原理。下面结合图4描述根据本申请再一个实施例的用于POE系统的受电端控制电路400，其可以看作是图2所示电路200的更具体的实现。

如图4所示，受电端控制电路400主要包括检测签名部分、协议主控部分和电流控制部分。其中，检测签名部分可以包括电阻R1和电容C1，用于实现图2中所示电路200的检测签名电路①的功能。协议主控部分包括稳压器(示例性地示出为低压差线性稳压器，即lowdropout regulator，简称为LDO)和由电阻R6和R7组成的分压电路，用于实现图2中所示电路200的供电电路⑤；协议主控部分还包括8位MCU(图4中所示MCU及其各引脚仅为示例，且为本领域人员已知的通用器件，本文不再一一描述)，用于实现图2中所示电路200的主控MCU②的功能；电阻R10也作为协议主控部分，用于实现图2中所示电路200的电流检测④的功能。电路控制部分包括电阻R2、电容C2、电阻R3和电容C3，它们用于实现图2中所示电路200的二次滤波⑥的功能；电路控制部分还包括运算放大器AMP、电阻R4、晶体管Q2和电流检测电阻Rsense，它们用于实现图2中所示电路200的恒流源电路③的功能。最后，开关管Q1用于实现图2中所示电路200的开关⑦。在图4所示的电路图上，示出了电阻、电容等元件的数值，应理解，它们仅是示例性的。

受电端控制电路400的工作原理概述如下：首先，PSE通过检测签名部分检测PD是否合法。一般地，在确定合法的情况下PSE输出电压通过握手协议来检测PD分类和功率等级。具体地，LDO输出5V电压为MCU和运放提供电源，MCU的ADC管脚通过R6、R7分压电路检测输入电压，当电压U1上升到14.5～20.5V后，MCU开始通过PWM引脚输出1KHz占空比不同的方形波，经过R2、R3、C2、C3组成的二级低通滤电路变成不同的直流电压值，再由运放(例如TLV2631)、Q2、Rsense将电压值转化成表2中对应的5种class特征电流，而PD按照图3中的协议电流波形通知PSE自己的功率等级。

电压值控制class特征电流的电路见图4中的电流控制部分，根据运放原理计算公式如下：Vin+＝Rsense*I，因此，I＝Vin+÷Rsense。其中，Vin+为运放的正端输入电压，也就是MCU通过PWM控制电流大小的电压；Rsense为电流检测电阻，阻值例如选取100Ω；I为恒流的电流。根据电路计算：class 4的特征电流对应Vin+电压为4V，MCU的PWM输出1KHz、占空比80％的方波；class 3的特征电流对应Vin+电压为2.6V，MCU的PWM输出1KHz、占空比52％的方波；class2的特征电流对应Vin+电压为1.7V，MCU的PWM输出1KHz、占空比34％的方波；class1的特征电流对应Vin+电压为1V，MCU的PWM输出1KHz、占空比20％的方波；class 0的特征电压对应Vin+电压为0V，MCU的PWM下拉到地(GND)。

在握手成功后，PSE与PD功率等级确认后，MCU的PWM引脚下拉到GND关掉Q2，等检测到PSE的电压上升到工作电压40～57V后，MCU再打开Q1给后级转化电路供电，并通过R10可以检测到系统是否有过流和短路异常发生，如有则做断开处理。此外，在与PSE完成协议沟通后，可以通过CH1、CH2、CH3这3个引脚输出高低电平从000到111中的一个(000到111分别代表功率等级的class 0到class 8)，以指示负载应该消耗多少功率，防止负载消耗的功率大于PSE能提供的功率。

总体上，受电端控制电路400在MCU上电后，其内的程序会控制电路从class 8大功率到class 1小功率(也可以从class 1到class 8或其他任意顺序)依次适配PSE，直到与PSE握手成功，建立供电，实现自动匹配不同功率等级的供电端。此外，受电端控制电路200和400均可以同时兼容IEEE 802.3af、IEEE 802.3at、IEEE 802.3bt协议，电路灵活简单，可通过软件程序(即MCU中的控制逻辑)自动适配PSE的功率。

根据本申请另一方面，还提供了一种电子设备，该电子设备可以包括前文的根据本申请实施例的用于POE系统的受电端控制电路。本领域技术人员可以结合前文的描述理解根据本申请另一方面提供的电子设备中所包括的受电端控制电路的结构，为了简洁，此处不再赘述。在一个示例中，该电子设备可以POE系统中的受电端设备，诸如IP电话机、网络摄像机等等。

基于上面的描述，根据本申请实施例的用于POE系统的受电端控制电路和电子设备能够实现自动匹配不同功率等级的供电端，不需要根据不同的功率选用不同的芯片或配置不同的硬件参数，不仅使得受电端设备的适应性更强，也能降低成本，且可以随意搭配各种电源架构实现灵活的供电设计。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，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设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本申请的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的一些模块的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上，仅为本申请的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于POE系统的受电端控制电路，其特征在于，所述受电端控制电路包括功率匹配模块和供电控制模块，其中：

所述功率匹配模块用于与供电端完成至少一次握手协议，所述一次握手协议与所述供电端沟通一个功率等级，当所述一次握手协议未能握手成功时，所述功率匹配模块与所述供电端沟通另一个功率等级，直到握手成功；

所述供电控制模块用于基于所述供电端提供的电压向所述功率匹配模块供电，并用于在所述功率匹配模块与所述供电端握手成功后，基于所述供电端提供的电压向受电端的负载供电。

2.根据权利要求1所述的受电端控制电路，其特征在于，所述功率匹配模块进一步用于按照所述功率等级从大到小的顺序与所述供电端完成握手协议，直到握手成功。

3.根据权利要求1所述的受电端控制电路，其特征在于，所述功率匹配模块进一步用于在握手成功后向所述受电端的负载输出握手成功时沟通的功率等级。

4.根据权利要求1-3中的任一项所述的受电端控制电路，其特征在于，所述功率匹配模块包括微控制器、滤波电路和恒流源电路，所述微控制器包括用于与所述供电端握手成功的控制逻辑，并基于所述控制逻辑而输出矩形波电压，所述滤波电路用于将所述矩形波电压转化为直流电压，所述恒流源电路用于将所述直流电压转化为反映所述功率等级的特征电流。

5.根据权利要求4所述的受电端控制电路，其特征在于，所述供电控制模块包括稳压器、分压电路和开关，所述稳压器用于基于所述供电端向所述微控制器和所述恒流源电路供电，所述微控制器经由所述分压电路检测所述供电端的电压而输出所述矩形波电压，所述微控制器基于所述开关控制是否对所述受电端的负载供电。

6.根据权利要求5所述的受电端控制电路，其特征在于，所述供电控制模块还包括电路保护元件，用于进行过流保护和短路保护。

7.根据权利要求4所述的受电端控制电路，其特征在于，所述恒流源电路包括运算放大器、晶体管和电流检测电阻，所述运算放大器的正极输入连接所述滤波电路的输出，所述运算放大器的负极输入连接所述电流检测电阻，所述运算放大器的输出经由所述晶体管连接所述电流检测电阻。

8.根据权利要求4所述的受电端控制电路，其特征在于，所述滤波电路为二级低通滤波电路。

9.根据权利要求1所述的受电端控制电路，其特征在于，所述受电端控制电路还包括签名检测模块，用于由所述供电端检测所述受电端的合法性。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-9中的任一项所述的用于POE系统的受电端控制电路。

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