CN203590245U - 具有防雷防浪涌的网络设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种具有防雷防浪涌的网络设备，包括利用网线相连的PSE设备、网络变压器和POE设备，网络变压器的电源输出端通过导线经整流桥电路VD1连接POE设备的电源输入端，由降压电路和第二整流桥电路VD2构成的外置电源，该外置电源的输出端与地之间连接电容C1；外置电源的输出端通过二极管D1连接POE设备的电源输入端，连接外置电源的防雷电路与浪涌抑制电路。浪涌抑制电路包括：继电器、电压取样电路及连接在电压取样电路及继电器之间的继电器控制电路。本实用新型可以解决常规启动瞬间所产生的浪涌大电流冲击以及有效降低对POE设备的干扰，具有电路结构简单、实现成本较低且可靠性高的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种网络设备，尤其是涉及一种具有防雷防浪涌的网络设备。
背景技术
以太网供电(Power over Ethernet，POE)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。IEEE802.3af标准是基于以太网供电系统POE的新标准，它在IEEE802.3的基础上增加了通过网线直接供电的相关标准，是现有以太网标准的扩展，也是第一个关于电源分配的国际标准。
中国专利CN201320206247.X提出一种POE设备的保护电路，其结构示意图如图1所示，该电路包含PSE(Power Sourcing Equipment)设备U1、网络变压器U2、POE设备U3、整流桥VD1、放电管TVS1、连接在外接+48V电源线上用于浪涌保护的二极管D1及电容C1。PSE设备U1利用网线同时传输48V电源和网络信号，其中，网络信号为两对平衡信号线，其中一对平衡信号线TX+和TX-为高电压线上传送，RX+和RX-在低电压线上传送，高、低压之差为48V，网络信号通过网络变压器U2直接与POE设备U3通信，48V电源则通过网络变压器U2的中间抽头两网络信号线TX-COM和RX-COM经过整流桥VD1接到POE设备U3的电源输入端以给POE设备U3供电。并且，外置48V电源通过用于浪涌保护的二极管D1及电容C1后直接接到POE设备电源输入端。
但是，该技术方案存在如下缺陷：虽然并联的电解电容C1能够吸收外置电源带来的干扰冲击，二极管D1能够保证POE设备U3的正常检测工作，但是，在电源断电或者重新上电时或是被雷击时，浪涌电流会非常大，浪涌电流被电解电容C1吸收后导致电容C1两端的电压迅速升高而是去涌浪抑制作用。
实用新型内容
为克服现有技术的缺陷，本实用新型提出一种具有防雷防浪涌的网络设备，能够有效解决外置电源带入的浪涌电流对网络设备的影响。
本实用新型采用如下技术方案实现：一种具有防雷防浪涌的网络设备，包括利用网线相连的PSE设备、网络变压器和POE设备，网络变压器的电源输出端通过导线经整流桥电路VD1连接POE设备的电源输入端，由降压电路和第二整流桥电路VD2构成的外置电源，该外置电源的输出端与地之间连接电容C1；外置电源的输出端通过二极管D1连接POE设备的电源输入端，连接外置电源的防雷电路与浪涌抑制电路；
其中，浪涌抑制电路包括：继电器，该继电器的一组常开触点与限流电阻R5并联后串接在外置电源的降压电路的输出端与第二整流桥电路VD2的输入端之间；连接在外置电源输出端的电压取样电路；连接在电压取样电路及继电器之间的继电器控制电路。
其中，继电器控制电路包括三端可调分流基准源IC1和晶体管Q2，该三端可调分流基准源IC1的参考极与电压取样电路的输出端相连、阳极接地、阴极连接一个晶体管Q2的栅极，该晶体管Q2的发射极与外部电源相连、集电极连接继电器中线圈的一端。
其中，晶体管Q2为PMOS晶体管。
其中，电压取样电路串接的电阻R1和电阻R2，以及与电阻R2相连的电容C2，且电阻R1和电阻R2的公共端与继电器控制电路相连。
其中，防雷电路包括：依次并联连接在外置电源输出端与地之间的两极气体放电管Q1以及第二放电管TVS2；连接在第二放电管TVS2与两极气体放电管Q1之间的可变电阻R3。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型提出的网络设备通过对外置电源增设防雷电路及浪涌抑制电路，在达到保护POE设备抗冲击能力差的同时，也不影响POE设备的检测功能，对产品有可靠的保障。并且，本实用新型可以解决常规启动瞬间所产生的浪涌大电流冲击以及有效降低对POE设备的干扰，具有电路结构简单、实现成本较低且可靠性高的优点。
附图说明
图1是现有网络设备中浪涌抑制电路的示意图；
图2是本实用新型网络设备的电路示意图。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型提出一种具有防雷防浪涌的网络设备，该网络设备包括：利用网线同时传输48V的电源信号和网络信号的PSE设备U1；将传输的电源信号和网络信号分离的网络变压器U2，该网络变压器U1的网络信号输出线通过网线连接POE设备U3的网络信号输入接口，网络变压器U2的电源输出端通过导线经第一整流桥电路VD1连接POE设备U3的电源输入端；在第一整流桥电路VD1的输出端与地之间设置第一放电管TVS1；还包括外置电源、连接外置电源的防雷电路与浪涌抑制电路，且外置电源的输出端输出48V电压后，通过二极管D1连接POE设备U3的电源输入端。
其中，外置电源是通过降压电路(比如变压器)和第二整流桥电路VD2后输出48V直流电压，且在第二整流桥电路VD2的输出端并接第一电容C1。
防雷电路包括：依次并联连接在外置电源输出端与地之间的两极气体放电管Q1以及第二放电管TVS2；连接在第二放电管TVS2与两极气体放电管Q1之间的可变电阻R3。当外置电源在发生雷击或其他原因存在电涌过电流时，可变电阻R3的阻值迅速升高，电涌能量在可变电阻R3的前端迅速聚集，使两极气体放电管G1更快速的被击穿，达到导通状态，提前放电；如果外置电源的输出端存在持续过电流经过，可变电阻R3则会维持高阻状态，直至过电流消退，从而起到过压保护作用。因此，可变电阻R3除了协助第二放电管TVS2以及两极气体放电管G1达到动作一致性的功能外，还能够有效抑制持续过电流对网络设备的损害，起到过流过压双重保护的作用。
浪涌抑制电路包括：继电器K，该继电器K的一组常开触点与限流电阻R5并联后串接在外置电源的降压电路的输出端与第二整流桥电路VD2的输入端之间；连接在外置电源输出端的电压取样电路；连接在电压取样电路及继电器K之间的继电器控制电路。电压取样电路包括串接的电阻R1和电阻R2，以及与电阻R2相连的电容C2，且电阻R1和电阻R2的公共端为电压取样电路的输出端。继电器控制电路包括：参考极与电压取样电路的输出端相连的三端可调分流基准源IC1(比如，三端可调分流基准源IC1采用德州仪器公司型号是TL431的集成电路实现)，该三端可调分流基准源IC1的阳极接地、阴极连接一个晶体管Q2的栅极，该晶体管Q2的栅极与发射极之间串接电阻R4，且晶体管Q2的集电极连接继电器K的线圈一端，而继电器K的线圈另一端接地，其中，晶体管Q2为PMOS晶体管。
当电压取样电路输出端的电压采样信号输出到三端可调分流基准源IC1的参考极，与三端可调分流基准源IC1的内部基准电压(比如TL431内部的基准电压是2.5V)进行比较后控制晶体管Q2的导通与截止来控制继电器K的开路和短路。外置电源接通的瞬间，通过限流电阻R5电阻对滤波电容C1进行充电，由此产生的浪涌电流被滤波电容C1吸收；当滤波电容C1的电压上升到设定值时，此时通过电压取样电路进行取样后与三端可调分流基准源IC1的内部基准电压比较，三端可调分流基准源IC1的阳极与阴极导通，从而拉动晶体管Q2导通，使继电器K的一组常开触点吸合而将限流电阻R1两端短路，使滤波电容C1不再充电而处于稳定状态。
综上，本实用新型提出的网络设备通过对外置电源增设防雷电路及浪涌抑制电路，在达到保护POE设备抗冲击能力差的同时，也不影响POE设备的检测功能，对产品有可靠的保障。并且，本实用新型可以解决常规启动瞬间所产生的浪涌大电流冲击以及有效降低对POE设备的干扰，具有电路结构简单、实现成本较低且可靠性高的优点。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种具有防雷防浪涌的网络设备，包括利用网线相连的PSE设备、网络变压器和POE设备，网络变压器的电源输出端通过导线经整流桥电路VD1连接POE设备的电源输入端，由降压电路和第二整流桥电路VD2构成的外置电源，该外置电源的输出端与地之间连接电容C1；其特征在于，还包括：外置电源的输出端通过二极管D1连接POE设备的电源输入端，连接外置电源的防雷电路与浪涌抑制电路；
其中，浪涌抑制电路包括：继电器，该继电器的一组常开触点与限流电阻R5并联后串接在外置电源的降压电路的输出端与第二整流桥电路VD2的输入端之间；连接在外置电源输出端的电压取样电路；连接在电压取样电路及继电器之间的继电器控制电路。
2.根据权利要求1所述具有防雷防浪涌的网络设备，其特征在于，继电器控制电路包括三端可调分流基准源IC1和晶体管Q2，该三端可调分流基准源IC1的参考极与电压取样电路的输出端相连、阳极接地、阴极连接一个晶体管Q2的栅极，该晶体管Q2的发射极与外部电源相连、集电极连接继电器中线圈的一端。
3.根据权利要求2所述具有防雷防浪涌的网络设备，其特征在于，晶体管Q2为PMOS晶体管。
4.根据权利要求1所述具有防雷防浪涌的网络设备，其特征在于，电压取样电路包括串接的电阻R1和电阻R2，以及与电阻R2相连的电容C2，且电阻R1和电阻R2的公共端与继电器控制电路相连。
5.根据权利要求1所述具有防雷防浪涌的网络设备，其特征在于，防雷电路包括：依次并联连接在外置电源输出端与地之间的两极气体放电管Q1以及第二放电管TVS2；连接在第二放电管TVS2与两极气体放电管Q1之间的可变电阻R3。
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