CN202818107U - 一种基于以太网供电的供电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于以太网供电的供电器，设置在供电端设备上，一端与电源相连，另一端RJ45接头与受电端设备相连，包括电流检测电路、控制器、开关管、隔离变压器，所述的电流检测电路检测受电端设备的电流大小，输出接所述的控制器，所述的控制器根据所述的电流检测电路检测到的电流大小产生控制信号控制所述的开关管，开关管设置在所述的隔离变压器与所述的输入电源之间，还包括防雷电路，所述的防雷电路设置在报述的隔离变压器的初级线圈一端。本实用新型的以太网供电电路，由于增加了防雷电路，从而解决了POE供电器因雷击而短路损坏的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及以太网供电领域，特别涉及一种基于以太网供电的供电器。
背景技术
以太网供电(Power Over Ethernet POE)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。以太网供电也被称为基于局域网的供电系统(POL,Powerover 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。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。
一个完整的以太网供电系统包括供电端设备(PSE,Power SourcingEquipment)和受电端设备(PD,Powered Device)两部分如图1所示。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过程的管理者。而PD设备是接受供电的PSE负载,即以太网供电系统的客户端设备,如IP电话、网络安全摄像机、AP及掌上电脑(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IEEE 802.3af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,并以此为根据PSE通过以太网向受电端设备PD供电。
传统的以太网客户端设备供电是通过输入接入集成控制芯片的以太网供电供电器作用于短路保护，从而达到给以太网客户端设备供电和保护的目的。主要具有控制集成化的优点。其缺点是单口输出功率最大只能带25W负载，而且设计成本高，另外雷击防护能力很差，只能承受1000V的浪涌电压，原因是集成以太网供电控制芯片耐压低，不适合应用在环境恶劣的场景，以太网供电的供电器是以太网客户端设备工作的重要电源，因此，短路保护电路和防雷防护能力是保护以太网客户端设备的关键部件，其性能好坏直接影响到以太网客户端设备的安全和工作。现有的以太网客户端设备供电是通过输入接入集成芯片控制的以太网供电的供电器，由于目前的以太网供电的供电器应用场景很复杂，有室内应用和室外应用，且最大传输距离大于100米，在这种应用场景下很容易在雷雨天气中引入雷击电压，使以太网供电的供电器被雷击中而造成损坏，从而给客户的使用带来很大影响，造成了损失，同时也给维护人员带来很大的不便。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供设置在以太网供电系统的供电端设备的供电器，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供电器，设置在供电端设备上，一端与电源相连，另一端利用RJ45接头与受电端设备相连，包括电流检测电路、控制器、开关管、隔离变压器，所述的电流检测电路检测受电端设备的电流大小，输出接所述的控制器，所述的控制器根据所述的电流检测电路检测到的电流大小产生控制信号控制所述的开关管，开关管设置在所述的隔离变压器的中间抽头与所述的输入电源之间，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的中间抽头与地之间。
进一步的，上述的基于以太网供电的供电器中：所述的防雷电路包括串连电容器和电阻器组成的串连电路，串连电路一端接地，另一端连接隔离变压器的初级线圈抽头。
进一步的，上述的以太网供电的供电器中：所述的开关管为MOSFET管，其栅极接所述的控制电路的控制信号输出端，源极和漏极分别接电源和隔离变压器的初级线圈端。
进一步的，上述的以太网供电的供电器中：所述的控制器包括比较放大器和触发器，所述的比较放大器的输入分别接基准电压和所述的电流检测电路的输出端，所述的比较放大器输出端产生方波信号即是控制器输出的控制信号，与所述的MOSFET管的栅极相连。
进一步的，上述的以太网供电的供电器中：所述的电流检测电路、控制器和防雷电路都是分立元件电路。
本实用新型的基于以太网供电的供电器，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是基于以太网供电示意图。
图2是本实用新型基于以太网供电的供电器结构框图。
图3是本实用新型实施例的隔离变压器与防雷电路原理图。
具体实施方式
如图2所示：本实施例是一种以太网供电供电器，设置在供电端设备PSE上，一端与电源相连，另一端利用RJ45接头与受电端设备相连，包括电流检测电路、控制器、开关管、隔离变压器，电流检测电路检测受电端设备的电流大小，输出接控制器，电流检测电路检测受电端设备的电流大小，电流大输出信号的电压高，电流小时输出的信号电压低，也就是用电压高低来表示受电设备端需要的电流大小，控制器包括比较放大器和触发器，比较放大器的输入分别接基准电压和电流检测电路的输出端，比较放大器输出端产生方波信号即是控制器输出的控制信号，与MOSFET管的栅极相连。控制器根据电流检测电路检测到的电流大小产生控制信号控制开关管，开关管设置在隔离变压器与输入电源之间，还包括防雷电路，如图3所示，防雷电路由电容C1、C2、C3、C5、C6和电阻R1、R2、R3和R4组成，为RJ45的每根线的隔离变压器提供一条向地输入的通道，如图3所示，C2和R2、C3和R1、C5和R3、C6和R4分别组成四个RC电路，这四个RC电路设置在隔离变压器的中间抽头与地之间，将可能存在的损坏设备的浪涌电压吸收接地，对设备本身进行有效的保护。电阻R1、R2、R3和R4均为75欧姆，电容C2、C3、C5、C6均为10nF，四个RC电路分别对应RJ45的四根线，通过C1接地，如果，在线路中突发电压升高，则可以通过RC电路接地，对前后的设备进行保护。
供电端设备PSE中的电源经过一个肖特基二极管后，再经控制电路所控制的MOS开关管由电解电容滤波，经由共模电感正极接网络隔离变压器18脚与24脚，负极网络隔离变压器15脚与21脚，开关管的输出也是经由电解电容滤波，再经共模电感正极接网络隔离变压器18脚与24脚，负极网络隔离变压器15脚与21脚。
本实施例的电流检测电路是供电端设备PSE上的各种检测电路中的一种，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。所以供电端设备的主要功能是检测是否有兼容以太网供电的受电端设备(PD)连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。
本实施例的基于以太网供电的供电器使用在千兆以太网上，是一种大功率的以太网供电器，其中电流检测电路、控制器和防雷电路都是分立元件电路，根据受电端设备的电流大小，提供高达50W的电。
其工作过程简述如下：
供电器给设备供电时，在正常工作情况下，电路中的电流检测电路检测到的信号电压不足以与比较放大器的基准电压进行比较，此时比较放大器的输出不会翻转，即比较放大器的输出电平保持不变，因此触发器、MOSFET开关管的工作状态也保持不变，只有当设备发生异常时，回路中的电流变大，大到超过设定的电流时，此时电路中的电流采样器检测到的信号电压与比较放大器的基准电压进行比较，由于电流采样器检测到的信号电压大于比较放大器的基准电压，这时比较放大器的输出开始翻转，翻转后的电平去触发触发器，再由触发器输出的方波去控制MOSFET开关管的关断。
综上所述，本分立器件的千兆以太网的大功率供电器，采用了安全设计，提高了以太网供电器和受电端设备的可靠性，改善了基于以太网供电的供电器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，本分立器件千兆大功率以太网供电的供电器电路可以做到短路时短路电流小，还可以达到限流保护的作用，输出功率也非常容易扩容。
Claims (5)
1.一种基于以太网供电的供电器，设置在基于以太网供电的供电端设备上，一端与电源相连，另一端利用RJ45接头与受电端设备相连，包括电流检测电路、控制器、开关管、隔离变压器，所述的电流检测电路检测受电端设备的电流大小，输出接所述的控制器，所述的控制器根据所述的电流检测电路检测到的电流大小产生控制信号控制所述的开关管，开关管设置在所述的隔离变压器的中间抽头与所述的输入电源之间，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的中间抽头与地之间。
2.根据权利要求1所述的基于以太网供电的供电器，其特征在于：所述的防雷电路包括串连电容器和电阻器组成的串连电路，串连电路一端接地，另一端连接隔离变压器的初级线圈抽头。
3.根据权利要求1所述的基于以太网供电的供电器，其特征在于：所述的开关管为MOSFET管，其栅极接所述的控制电路的控制信号输出端，源极和漏极分别接电源和隔离变压器的初级线圈端。
4.根据权利要求3所述的基于以太网供电的供电器，其特征在于：所述的控制器包括比较放大器和触发器，所述的比较放大器的输入分别接基准电压和所述的电流检测电路的输出端，所述的比较放大器输出端产生方波信号即是控制器输出的控制信号，与所述的MOSFET管的栅极相连。
5.根据权利要求1至4任一所述的基于以太网供电的供电器，其特征在于：所述的电流检测电路、控制器和防雷电路都是分立元件电路。
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