CN116170245A - 电源的控制电路以及poe供电电路 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电源的控制电路以及POE供电电路，电源的控制电路包括控制单元，控制单元包括第一开关器件、第二开关器件、第一分压单元与第二分压单元，第一开关器件的控制端用于输入控制信号，第一开关器件的第二端与第二开关器件的控制端连接，第二开关器件的第一端连接在第一分压单元的第一端和直流电源端之间，第一分压单元的第一端连接在第二开关器件与控制电路的第二输入端之间的连接支路上，通过控制信号控制第二开关器件工作。通过输入控制信号间接地控制第二开关器件的工作，通过控制第二开关器件控制第二分压单元工作，由于第二分压单元处于工作状态，所以在供电端的测试时可以检测到该供电需求，从而可以控制该路一直不掉电。

Description

电源的控制电路以及POE供电电路

技术领域

本申请涉及电源电路领域，具体而言，涉及一种电源的控制电路以及POE供电电路。

背景技术

随着工程应用的不断发展，越来越多的产品会布局多个网口进行数据传输与使用，单供电口的设计容易引起使用者错插的问题。此外，一些重要设备在使用过程中不允许断电，而单供电口设计无法保证该需求。

因此，双口乃至多口POE供电电路成为一种亟待解决的供电需求，既要求电路支持双口或多口POE供电，还要求在使用过程中保持不掉电。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种电源的控制电路以及POE供电电路，以解决现有技术中POE供电电路的容易掉电的现象。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种电源的控制电路，包括控制单元，控制单元包括第一开关器件、第二开关器件、第一分压单元与第二分压单元，第一开关器件的控制端用于输入控制信号，第一开关器件的第一端与控制电路的第一输入端连接，第一开关器件的第二端与第二开关器件的控制端连接，第二开关器件的第一端连接在第一分压单元的第一端和直流电源端之间，第二开关器件的第二端与第二分压单元的第一端连接，第二分压单元的第二端与第一开关器件的第一端连接，第一分压单元的第一端连接在第二开关器件与控制电路的第二输入端之间的连接支路上，第一分压单元的第二端连接在第二分压单元与第一开关器件之间的连接支路上，通过控制信号控制第二开关器件工作。

可选地，控制电路还包括第三开关器件、第三分压单元以及第四分压单元，第三开关器件的控制端与第三分压单元的第一端连接，第三开关器件的第一端与控制电路的第二输入端连接，第三开关器件的第二端与直流电源端连接，第三分压单元的第二端连接在第三开关器件的第一端与控制电路的第二输入端之间，第四分压单元的第一端与第三分压单元的第一端连接，第四分压单元的第二端连接在控制电路的第一输入端和接地端之间。

可选地，第三开关器件为第二PMOS管，第二PMOS管的栅极为第三开关器件的控制端，第二PMOS管的漏极为第三开关器件的第一端，第二PMOS管的源极为第三开关器件的第二端，第三分压单元为至少一个分压电阻，第四分压单元包括第一分压子单元和第二分压子单元，第一分压子单元的两端分别与第三分压单元的第一端和第二分压子单元的第一端连接，第二分压子单元的第二端连接在第四分压单元与控制电路的第一端之间的连接支路上。

可选地，控制电路还包括：第四开关器件，第四开关器件的控制端连接在第一分压子单元与第二分压子单元之间，第四开关器件的第一端与第二分压子单元的第二端连接，第四开关器件的第二端与接地端连接。

可选地，控制电路还包括：保护单元，保护单元包括第一二极管，第一二极管的负极与控制电路的第一输入端连接，第一二极管的正极连接在第一开关器件与第一分压单元之间的连接支路上。

可选地，第一开关器件为PNP型三极管，PNP型三极管的基极为第一开关器件的控制端，PNP型三极管的发射极为第一开关器件的第一端，PNP型三极管的集电极为第一开关器件的第二端，第二开关器件为第一PMOS管，第一PMOS管的栅极为第二开关器件的控制端，第一PMOS管的漏极为第二开关器件的第一端，第一PMOS管的源极为第二开关器件的第二端，第一分压单元包括至少一个分压电阻，第二分压单元包括至少一个分压电阻。

可选地，第四开关器件为NMOS管，NMOS管的栅极为第四开关器件的控制端，NMOS管的源极为第四开关器件的第一端，NMOS管的漏极为第四开关器件的第二端。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种POE供电电路，包括：至少一个供电端；至少一个网口，供电端与网口连接；至少一个受电端，受电端与网口连接；至少一个任意一种控制电路，受电端的输出端与控制电路的第一输入端和第二输入端连接，控制电路两端分别与受电端和直流电源端连接；转换电路，转换电路的第一端与直流电源端连接，转换电路的第二端与接地端连接，转换电路用于降低控制电路输出的电压。

可选地，POE供电电路还包括：至少一个第二二极管，第二二极管的正极与控制电路连接，第二二极管的负极与直流电源端连接。

可选地，POE供电电路还包括：至少一个整流电路，一个整流电路连接在网口与受电端之间。

在本发明实施例中，电源的控制电路中，包括第一开关器件、第二开关器件、第一分压单元与第二分压单元，通过输入控制信号至第一开关器件以控制第一开关器件的工作状态，由于第一开关器件与第二开关器件电连接，因此，该控制信号间接地控制第二开关器件的工作，通过控制第二开关器件的工作状态，以控制第二分压单元工作，这样将该电路应用在POE供电电路中时，由于第二分压单元处于导通状态(工作状态)，所以在供电端的测试该路是否有供电需求时，可以检测到该供电需求，从而可以控制该路一直不掉电。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请的实施例的控制单元的电路图；

图2示出了根据本申请的实施例的电源的控制电路的电路图；

图3示出了根据本申请的实施例的POE供电电路的电路图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一开关器件；11、第二开关器件；12、第一分压单元；13、第二分压单元；14、第三开关器件；15、第三分压单元；16、第四分压单元；17、第四开关器件；18、第一二极管；20、网口；21、整流电路；22、受电端；23、控制电路；24、第二二极管；25、转换电路。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

正如背景技术中所说的，现有技术中的POE供电电路存在掉电的现象，为了解决上述问题，本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种电源的控制电路以及POE供电电路。

根据本申请的实施例，提供了一种电源的控制电路。

图1是根据本申请实施例的电源的控制电路的电路图。如图1所示，包括控制单元，控制单元包括第一开关器件10、第二开关器件11、第一分压单元12与第二分压单元13，第一开关器件10的控制端用于输入控制信号，第一开关器件10的第一端与控制电路的第一输入端连接，第一开关器件10的第二端与第二开关器件11的控制端连接，第二开关器件11的第一端连接在第一分压单元12的第一端和直流电源端之间，第二开关器件11的第二端与第二分压单元13的第一端连接，第二分压单元13的第二端与第一开关器件10的第一端连接，第一分压单元12的第一端连接在第二开关器件11与控制电路的第二输入端之间的连接支路上，第一分压单元12的第二端连接在第二分压单元13与第一开关器件10之间的连接支路上，通过控制信号控制第二开关器件11工作。

在实际应用中，使用标准POE交换机进行供电时，除了使用安全电压外，设备还需在供电前执行一次“握手”测试，即检测发送端和接收端的兼容性。如果接收端没有响应，则不会进行供电。上述第二分压单元则作为“假负载”，响应供电端的测试，进而获取供电。当多个供电端口同时上电时，上述第一开关器件和第一分压单元共同通过控制信号调整占空比来控制第二开关器件周期性的工作，进而第二开关器件控制第二分压单元来减少负载消耗，并可关断负载。在实际应用中，可以设置第一开关器件以50％～60％的占空比、1ms的时间间隔控制第二开关器件切换信号频率，可以保证供电端检测到受电端，保持供电连接并减少负载消耗。上述占空比和时间间隔是以负载电流为10Ma进行设计，供电端检测受电端是否断开采用的依据是：根据从供电端流向受电端的直流电流大小判断受电端是否在线，当电流保持低于阈值I_min(5～10mA)状态持续时间＞T_mpd(300ms至400ms)时，供电端检测受电端不存在，从而切断电源。当受电端设备从网络上断开时，供电端就在一定时间间隔(300ms至400ms)停止供电，并重复上述检测过程以检测线缆的终端是否连接受电端设备。因此上述的占空比和时间间隔不是唯一的，本领域技术人员可以自行设定，可以满足上述供电端的检测范围即可。当供电端检测到兼容的受电端，并对受电端完成了分级，则供电端开始对后级负载供电，此时第一输入端与第二输入端间电压压差可以为36～57V。上述第一开关器件可以为三极管或场效应管，上述第二开关器件可以为场效应管，上述第一分压单元可以为一个或多个分压电阻，上述第二分压单元可以为一个或多个分压电阻。上述控制电路可应用于不同标准的POE供电系统。

在本发明实施例中，电源的控制电路中，包括第一开关器件、第二开关器件、第一分压单元与第二分压单元，通过输入控制信号至第一开关器件以控制第一开关器件的工作状态，由于第一开关器件与第二开关器件电连接，因此，该控制信号间接地控制第二开关器件的工作，通过控制第二开关器件的工作状态，以控制第二分压单元工作，这样将该电路应用在POE供电电路中时，由于第二分压单元处于导通状态(工作状态)，所以在供电端的测试该路是否有供电需求时，可以检测到该供电需求，从而可以控制该路一直不掉电。

本申请的一种具体的实施例中，如图2所示，控制电路还包括第三开关器件14、第三分压单元15以及第四分压单元16，第三开关器件14的控制端与第三分压单元15的第一端连接，第三开关器件14的第一端与控制电路的第二输入端连接，第三开关器件14的第二端与直流电源端连接，第三分压单元15的第二端连接在第三开关器件14的第一端与控制电路的第二输入端之间，第四分压单元16的第一端与第三分压单元15的第一端连接，第四分压单元16的第二端连接在控制电路的第一输入端和接地端之间。上述电路中，第三开关器件可以防止电流通过直流电源输入端回流，保证各通路之间独立供电，未设置供电优先级前，通过电压比较确定优先供电顺序，第三分压单元和第四分压单元进行分压。上述第三开关器件可以为场效应管，上述第三分压单元可以为一个或多个分压电阻，上述第四分压单元一个或多个分压电阻。

为了进一步简化电路，本申请的一种具体的实施例中，第三开关器件为第二PMOS管，第二PMOS管的栅极为第三开关器件的控制端，第二PMOS管的漏极为第三开关器件的第一端，第二PMOS管的源极为第三开关器件的第二端，第三分压单元为至少一个分压电阻，第四分压单元包括第一分压子单元和第二分压子单元，第一分压子单元的两端分别与第三分压单元的第一端和第二分压子单元的第一端连接，第二分压子单元的第二端连接在第四分压单元与控制电路的第一端之间的连接支路上。上述电路通过MOS管、电阻等常用元件构建逻辑电路，可以进一步降低电源的控制电路的复杂度。

本申请的又一种具体的实施例中，如图2所示，控制电路还包括：第四开关器件17，第四开关器件17的控制端连接在第一分压子单元与第二分压子单元之间，第四开关器件17的第一端与第二分压子单元的第二端连接，第四开关器件17的第二端与接地端连接。上述电路中，第四开关器件可以防止电流通过接地端回流，保证各通路之间独立供电。上述电路中，第三开关器件导通后，第二输入端与直流电源端导通，第四开关器件导通后，第一输入端与GND导通，直流电源端与接地端电压压差为可以36～57V。

本申请的又一种具体的实施例中，如图2所示，控制电路还包括保护单元，保护单元包括第一二极管18，第一二极管18的负极与控制电路的第一输入端连接，第一二极管18的正极连接在第一开关器件与第一分压单元之间的连接支路上。上述电路中，第一二极管的作用是形成阻断回路上述第一二极管的正向导通反向截止的特性可以阻断回流路径。此外，多路POE电源之间保持独立工作，当某一路出现掉电的情况时，其他端口仍可正常供电，实现掉电保护的功能。

为了进一步简化电路，本申请的另一种具体的实施例中，第一开关器件为PNP型三极管，PNP型三极管的基极为第一开关器件的控制端，PNP型三极管的发射极为第一开关器件的第一端，PNP型三极管的集电极为第一开关器件的第二端，第二开关器件为第一PMOS管，第一PMOS管的栅极为第二开关器件的控制端，第一PMOS管的漏极为第二开关器件的第一端，第一PMOS管的源极为第二开关器件的第二端，第一分压单元包括至少一个分压电阻，第二分压单元包括至少一个分压电阻。上述第二分压单元的总阻值可以为5k欧姆，上述电路通过三极管、MOS管、电阻等常用元件构建逻辑电路，可以进一步降低电源的控制电路的复杂度。上述第一开关器件也可以采用NPN型三极管或MOS管代替，若采用NPN型三极管，NPN型三极管的集电极为第一开关器件的第一端，NPN型三极管的基极为第一开关器件的控制端。若采用MOS管，MOS管的栅极为第一开关器件的控制端、漏极和源极分别为第一开关器件的第一端和第二端。

本申请的再一种具体的实施例中，第四开关器件为NMOS管，NMOS管的栅极为第四开关器件的控制端，NMOS管的源极为第四开关器件的第一端，NMOS管的漏极为第四开关器件的第二端。上述电路通过MOS管构建逻辑电路，可以进一步降低电源的控制电路的复杂度。

本申请实施例还提供了一种POE供电电路。图3是根据本申请实施例的POE供电电路的电路图。如图3所示，包括：至少一个供电端；至少一个网口20，供电端与网口20连接；至少一个受电端22，受电端22与网口20连接；至少一个任意一种控制电路23，受电端22的输出端与控制电路23的第一输入端和第二输入端连接，控制电路23两端分别与受电端22和直流电源端连接；转换电路25，转换电路25的第一端与直流电源端连接，转换电路25的第二端与接地端连接，转换电路25用于降低控制电路23输出的电压。

在实际应用中，供电端和受电端通过RJ45网口连接，供电端可以将44V-57V的电压通过双绞线即网口传输到受电端，受电端再连接降压电路，将输出的直流电转换为系统所需要的电压。上述POE供电电路可应用于不同类型的供电系统，例如带有passive POE功能的供电系统或带有DC-Jack功能供电系统。

上述电源的控制电路中，包括第一开关器件、第二开关器件、第一分压单元与第二分压单元，通过输入控制信号至第一开关器件以控制第一开关器件的工作状态，由于第一开关器件与第二开关器件电连接，因此，该控制信号间接地控制第二开关器件的工作，通过控制第二开关器件的工作状态，以控制第二分压单元工作，这样将该电路应用在POE供电电路中时，由于第二分压单元处于导通状态(工作状态)，所以在供电端的测试该路是否有供电需求时，可以检测到该供电需求，从而可以控制该路一直不掉电。

本申请的一种具体的实施例中，如图3所示，POE供电电路还包括：至少一个第二二极管24，第二二极管24的正极与控制电路23连接，第二二极管24的负极与直流电源端连接。上述电路中，第二二极管的作用是可以保证每一端口独立工作。

本申请的另一种具体的实施例中，如图3所示，POE供电电路还包括：至少一个整流电路21，一个整流电路21连接在网口20与受电端22之间。上述电路中，整流电路可以减少POE供电电路功耗，上述整流电路可以为二极管桥也可以为MOS管桥。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，可以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系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)、本申请的电源的控制电路，包括控制单元，控制单元包括第一开关器件、第二开关器件、第一分压单元与第二分压单元，通过输入控制信号至第一开关器件以控制第一开关器件的工作状态，由于第一开关器件与第二开关器件电连接，因此，该控制信号间接地控制第二开关器件的工作，通过控制第二开关器件的工作状态，以控制第二分压单元工作，这样将该电路应用在POE供电电路中时，由于第二分压单元处于导通状态(工作状态)，所以在供电端的测试该路是否有供电需求时，可以检测到该供电需求，从而可以控制该路一直不掉电。

2)、本申请的POE供电电路，包括至少一个供电端，至少一个网口，至少一个受电端，至少一个任意一种控制电路，转换电路。在控制电路中，通过输入控制信号至第一开关器件以控制第一开关器件的工作状态，由于第一开关器件与第二开关器件电连接，因此，该控制信号间接地控制第二开关器件的工作，通过控制第二开关器件的工作状态，以控制第二分压单元工作，这样将该电路应用在POE供电电路中时，由于第二分压单元处于导通状态(工作状态)，所以在供电端的测试该路是否有供电需求时，可以检测到该供电需求，从而可以控制该路一直不掉电。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电源的控制电路，其特征在于，包括控制单元，所述控制单元包括第一开关器件、第二开关器件、第一分压单元与第二分压单元，所述第一开关器件的控制端用于输入控制信号，所述第一开关器件的第一端与所述控制电路的第一输入端连接，所述第一开关器件的第二端与所述第二开关器件的控制端连接，所述第二开关器件的第一端连接在所述第一分压单元的第一端和直流电源端之间，所述第二开关器件的第二端与所述第二分压单元的第一端连接，所述第二分压单元的第二端与所述第一开关器件的第一端连接，所述第一分压单元的第一端连接在所述第二开关器件与所述控制电路的第二输入端之间的连接支路上，所述第一分压单元的第二端连接在所述第二分压单元与所述第一开关器件之间的连接支路上，通过所述控制信号控制所述第二开关器件工作。

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括第三开关器件、第三分压单元以及第四分压单元，所述第三开关器件的控制端与所述第三分压单元的第一端连接，所述第三开关器件的第一端与所述控制电路的第二输入端连接，所述第三开关器件的第二端与所述直流电源端连接，所述第三分压单元的第二端连接在所述第三开关器件的第一端与所述控制电路的第二输入端之间，所述第四分压单元的第一端与所述第三分压单元的第一端连接，所述第四分压单元的第二端连接在所述控制电路的第一输入端和接地端之间。

3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述第三开关器件为第二PMOS管，所述第二PMOS管的栅极为所述第三开关器件的控制端，所述第二PMOS管的漏极为所述第三开关器件的第一端，所述第二PMOS管的源极为所述第三开关器件的第二端，所述第三分压单元为至少一个分压电阻，所述第四分压单元包括第一分压子单元和第二分压子单元，所述第一分压子单元的两端分别与所述第三分压单元的第一端和所述第二分压子单元的第一端连接，所述第二分压子单元的第二端连接在所述第四分压单元与所述控制电路的第一端之间的连接支路上。

4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：

第四开关器件，所述第四开关器件的控制端连接在所述第一分压子单元与所述第二分压子单元之间，所述第四开关器件的第一端与所述第二分压子单元的第二端连接，所述第四开关器件的第二端与所述接地端连接。

5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：

保护单元，所述保护单元包括第一二极管，所述第一二极管的负极与所述控制电路的第一输入端连接，所述第一二极管的正极连接在所述第一开关器件与所述第一分压单元之间的连接支路上。

6.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第一开关器件为PNP型三极管，所述PNP型三极管的基极为所述第一开关器件的控制端，所述PNP型三极管的发射极为所述第一开关器件的第一端，所述PNP型三极管的集电极为所述第一开关器件的第二端，所述第二开关器件为第一PMOS管，所述第一PMOS管的栅极为所述第二开关器件的控制端，所述第一PMOS管的漏极为所述第二开关器件的第一端，所述第一PMOS管的源极为所述第二开关器件的第二端，所述第一分压单元包括至少一个分压电阻，所述第二分压单元包括至少一个分压电阻。

7.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述第四开关器件为NMOS管，所述NMOS管的栅极为所述第四开关器件的控制端，所述NMOS管的源极为所述第四开关器件的第一端，所述NMOS管的漏极为所述第四开关器件的第二端。

8.一种POE供电电路，其特征在于，包括：

至少一个供电端；

至少一个网口，所述供电端与所述网口连接；

至少一个受电端，所述受电端与所述网口连接；

至少一个权利要求1至7中任意一项所述的控制电路，所述受电端的输出端与所述控制电路的第一输入端和第二输入端连接，所述控制电路两端分别与所述受电端和直流电源端连接；

转换电路，所述转换电路的第一端与所述直流电源端连接，所述转换电路的第二端与接地端连接，所述转换电路用于降低所述控制电路输出的电压。

9.根据权利要求8所述的POE供电电路，其特征在于，所述POE供电电路还包括：

至少一个第二二极管，所述第二二极管的正极与所述控制电路连接，所述第二二极管的负极与所述直流电源端连接。

10.根据权利要求8所述的POE供电电路，其特征在于，所述POE供电电路还包括：

至少一个整流电路，一个所述整流电路连接在所述网口与所述受电端之间。

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