CN202817700U - 一种基于以太网供电的受电转换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于以太网供电的受电转换电路，设置在基于以太网供电的受电端设备上，从以太网线上获取电源供受电设备，包括隔离变压器、整流电路、控制电路，所述的隔离变压器初级线圈的中间抽头与以太网线连接，所述的以太网线接整流电路，所述的整流电路的输出端接控制电路，还包括防雷电路，所述的防雷电路设置在所述的隔离变压器初级线圈中间抽头与地之间，包括串连连接的电阻和电容。本实用新型的以太网供电POE受电转换电路，由于增加了防雷电路，从而解决了POE受电器因雷击而损坏的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及基于以太网供电(POE)领域，特别涉及基于以太网供电的受电转换电路。
背景技术
POE(Power Over Ethernet)指的是在现有的以太网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也被称为基于局域网的供电系统(POL,Power over LAN)或有源以太网(Active Ethernet)，有时也被简称为以太网供电，这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。
一个典型的以太网供电系统如图1所示，在配线柜里保留以太网交换机设备，用一个带电源供电集线器(Midspan HUB)给局域网的双绞线提供电源。在双绞线的末端，该电源用来驱动电话、无线接入点、相机和其他设备。为避免断电，可以选用一个UPS。
通过以太网线双绞线完成对网络设备的供电，需要两个设备，一个是提供电源的设备称为供电端设备PSE(Power Supply Equipment)，PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备,同时也是整个以太网供电POE过程的管理者。供电端设备PSE在每个供电端口(RJ-45端口)上提供最大电流约350mA的48V直流电源，直接驱动以太网双绞线，扣除以太网双绞线(最长100m)上的功率损耗，供电端设备可以向终端的网络设备提供约13W的功率；而从以太网双绞线上获取电能的设备被称为受电端设备PD(Powered Device)。PD设备是供电端设备(PSE)负载,适合于以太网供电系统的客户端设备有很多,如IP电话、网络安全摄像机、AP及掌上电脑(PDA)或移动电话充电器等许多其他以太网设备（实际上,任何功率不超过13W的设备都可以从RJ45插座获取相应的电力）。两者基于IEEE802.3af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,供电端设备PSE以此为根据通过以太网向受电端设备PD供电。以太网供电系统要能与传统的网络系统兼容，要求必须符合802.3af标准。标准规定在一定的时间内，供电端设备PSE必须完成对终端网络设备的检测和分级，然后决定是否对其供电以及输出多少功率。这一规定可以保障不兼容以太网供电的网络设备不至于受到48V电源的破坏。所以供电端设备的电流检测电路主要功能是检测是否有兼容以太网供电的设备(PD)连按入以太网供电系统或从以太网供电系统中断开，井对受电端设备进行分级，以提供相应功率的电源或切断电源。根据应用类型的不同，802.3af标准允许供电端设备有两种方法实现对PD供电。
一种是端点供电端设备(Endpoint PSE)，即在同一个设备内嵌入了以太网交换机等数据交换模块和电源模块。在这种供电模式中，可以选择以太网双绞线中的信号线对(1，2和3，6)或者“空闲线对”(4，5和7，8)来承载48V直流电源。当选择信号线对传输电源时，48V DC通过加在隔离变压器的两个中心抽头上来实现对受电端设备的供电(如图1所示)，从而避免了对数据信号的影响。由于电源可以叠加在信号线对上，所以这种方式的以太网供电系统可以支持千兆以太网。将端点供电端设备PSE应用于网络系统时，由于需要更换现有的网络设备，所以端点PSE较适合于建设新的网络系统。
传统的基于以太网供电的受电端设备上设置了受电转换电路，将接受到的RJ45头上的48VDC电源转换成该以太网客户端设备能使用的电压，包括离变压器、整流电路、控制电路，这些电路都是集成电路，没有做防雷击防服，在使用过程中很容易使以受电端设备损害。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供设置在基于以太网供电的PSE设备上的供电器，该供电器为分立器件的供电器，且具有较强的防雷能力。
本实用新型为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种基于以太网供电的受电转换电路，设置在以太网供电受的电端设备上，从以太网线上获取电源供受电端设备，包括隔离变压器、整流电路、控制电路，所述的隔离变压器初级线圈的中间抽头与以太网线连接，所述的以太网线接整流电路，所述的整流电路的输出端接控制电路，还包括防雷电路，所述的防雷电路设置在所述的隔离变压器初级线圈中间抽头与地之间，包括串连连接的电阻和电容。
进一步的，上述的基于以太网供电的受电转换电路中：所述的整流电路为桥式整流电路。
进一步的，上述的基于以太网供电的受电转换电路中：所述的控制电路包括检测电路、分级电路、通路开关；所述的通路开关设置在所述的整流电路与受电端设备电源输入端之间，所述的检测电路检测以太网线的输入电源大小在分级电路的控制下控制所述的通路开关开闭。
进一步的，上述的基于以太网供电的受电转换电路中：在所述的通路开关与受电端设备电源输入端之间还设置有直流转换(DC-DC)电路，将从以太网线上接收的48V直流电转换成受电端设备的工作电压。
进一步的，上述的基于以太网供电的受电转换电路中：所述的整流电路、控制电路为分立元器件组成的电路。
本实用新型的以太网供电受电转换电路，由于增加了防雷电路，从而解决了以太网供电供电器短路保护的技术问题。
以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。
附图说明
图1是基于以太网供电的以太网供电供电示意图。
图2是本实用新型以太网供电供电器结构框图。
图3是本实用新型实施例的隔离变压器与防雷电路及控制电路原理图。
具体实施方式
如图2所示：本实施例是一种千兆以太网的基于以太网供电的受电端设备上的受电转换电路，从以太网线上获取电源供受电端设备使用，该电路包括隔离变压器、整流电路、控制电路，其中，隔离变压器初级线圈的中间抽头与以太网线连接，以太网线接整流电路，整流电路为桥式整流电路，整流电路的输出端接控制电路，控制电路包括检测电路、分级电路、通路开关；通路开关设置在所述的整流电路与受电端设备电源输入端之间，检测电路检测以太网线的输入电源大小在分级电路的控制下控制所述的通路开关开闭。还包括防雷电路，防雷电路设置在所述的隔离变压器初级线圈中间抽头与地之间，包括串连连接的电阻和电容。在所述的通路开关与受电端设备电源输入端之间还设置有DC-DC电路，将从以太网线上接收的48V直流电转换成受电端设备的工作电压。
如图3所示，当基于以太网供电的RJ45插头与受电端设备PD连通时，隔离变压器初级线圈的中间抽头接RJ45，首先经防雷电路，再由受电端设备PD中的千兆网络隔离变压器将输入的网络信号和-48V电压进行分离，防雷电路为RC防雷电路，串连在隔离变压器初级线圈的中间抽头与地之间，当RJ45线上有很高的浪涌时，吸收浪涌电压，对隔离变压器及以后的电路进行保护。-48V再经过桥式整流后由电阻R95提供检测阻抗，为了在检测电压范围内正确操作，稳压管D9在输入电压低于15V时禁止分级电路。通过电阻R10和三极管Q8基极-射极电压的一起作用，三极管Q8、三极管Q9和电阻R9形成一个350mA的偏置电流源。通过电阻R13和1.24V电压参考ICU10的一起作用，三极管Q1形成分级电流源。当稳压管D10导通时（当输入电压超过大约28V时），三极管Q2关闭分级电流源。一旦输入电压超过28VDC，偏置电流源（Q8）会关闭分级电流源以得到最小功率损耗。在高输入电压（58VDC）时，它将分级电路的损耗限制在150mW左右，其中包括检测电阻的损耗。完成了检测、分级后，通路开关就随之打开，输出-48V电压，经E4滤波给高效率直流转换电路DC/DC变换，然后得到所需要的稳定12V直流输出电压。
综上所述，本分立器件千兆大功率以太网供电（POE）用电设备（PD），采用了节能设计和安全设计，效率达到了90%，降低了产品成本，提高了模块效率和可靠性，缓解了用电设备给电网带来的压力，改善了以太网供电（POE）用电设备（PD）功率扩容受限制以及在应用场景复杂的环境下容易遭雷击中造成损坏的缺点，充分体现了此分立器件千兆大功率以太网供电（POE）用电设备（PD）电路的实用性和可靠性，也代表了当今以太网供电（POE）用电设备（PD）的发展趋势和前沿技术。
Claims (5)
1.一种基于以太网供电的受电转换电路，设置在以太网供电的受电端设备上，从以太网线上获取电源供受电端设备，包括隔离变压器、整流电路、控制电路，所述的隔离变压器初级线圈的中间抽头与以太网线连接，所述的以太网线接整流电路，所述的整流电路的输出端接控制电路，其特征在于：还包括防雷电路，所述的防雷电路设置在所述的隔离变压器初级线圈中间抽头与地之间，包括串连连接的电阻和电容。
2.根据权利要求1所述的基于以太网供电的受电转换电路，其特征在于：所述的整流电路为桥式整流电路。
3.根据权利要求1所述的基于以太网供电的受电转换电路，其特征在于：所述的控制电路包括检测电路、分级电路、通路开关；所述的通路开关设置在所述的整流电路与受电端设备电源输入端之间，所述的检测电路检测以太网线的输入电源大小在分级电路的控制下控制所述的通路开关开闭。
4.根据权利要求1所述的基于以太网供电的受电转换电路，其特征在于：在所述的通路开关与受电端设备电源输入端之间还设置有直流转换电路，将从以太网线上接收的48V直流电转换成受电端设备的工作电压。
5.根据权利要求1至4任一所述的基于以太网供电的受电转换电路，其特征在于：所述的整流电路、控制电路为分立元器件组成的电路。
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