CN206099294U - 一种光模块供电保护电路及通信设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光模块供电保护电路及通信设备，所述光模块供电保护电路包括开关器件和电压监测器件；其中：所述开关器件串联在光模块的供电电源与所述光模块的供电输入管脚之间；所述电压监测器件连接所述开关器件的关断使能控制端，并根据监测到的所述光模块的供电电源与所述光模块的供电输入管脚之间的链路的电压控制所述开关器件的闭合与断开。本实用新型可以实现对光模块供电电路的保护。

Description

一种光模块供电保护电路及通信设备

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种光模块供电保护电路及通信设备。

背景技术

光模块(optical module)广泛应用于通信领域。光模块由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两部分。简单地说，光模块的作用就是在通信过程中实现信号的光电转换。信号发送端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，信号接收端再把光信号转换成电信号。交换机、路由器等通信设备上如果要利用光模块进行通信，必须提供连接光模块的接口，称为光模块端口(optical module port)。光模块实现光电转换的电能由提供光模块端口的设备(以下简称为端口设备)提供，即光模块插入光模块端口后，其供电输入连接在端口设备的PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)板上。光模块供电电压需要在一定电压范围内。供电电压超过正常范围可能会造成光模块损坏、烧毁等情况。主流光模块的正常工作电压一般为3.3V(±5％)。对于这种光模块当电压达到4V以上时，就有可能烧毁光模块内部的激光器。

由于光模块内部的空间有限，目前市场上的光模块对于其本身的供电输入没有电压保护(包括过压和欠压两种情况)和电流(如短路，过流)保护功能。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种光模块供电保护电路以及通信设备以解决上述技术问题。

为了达到上述目的，本公开所采用的技术方案为下：

一种光模块供电保护电路，包括开关器件和电压监测器件；其中：

所述开关器件串联在光模块的供电电源与所述光模块的供电输入管脚之间；

所述电压监测器件连接所述开关器件的关断使能控制端，并根据监测到的所述光模块的供电电源与所述光模块的供电输入管脚之间的链路的电压控制所述开关器件的闭合与断开。

本实用新型光模块供电保护电路的进一步改进在于，当所述电压监测器件监测到电压监测点的对地电压大于等于第一阈值或小于等于第二阈值时，控制所述开关器件处于断开状态；其中，所述第一阈值大于所述第二阈值。

本实用新型光模块供电保护电路的进一步改进在于，当所述电压监测器件监测到所述开关器件两端的电压差值大于第三阈值时，控制所述开关器件处于断开状态。

本实用新型光模块供电保护电路的进一步改进在于，还包括保护电阻；其中：

所述保护电阻串联在光模块的供电电源与所述光模块的供电输入管脚之间；

当所述电压监测器件监测到所述保护电阻两端的电压差值大于第四阈值时，控制所述开关器件处于断开状态。

本实用新型光模块供电保护电路的进一步改进在于，所述开关器件为金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET器件。

本实用新型光模块供电保护电路的进一步改进在于，所述电压监测器件由使用模数转换器ADC或运算放大器OP或专用电压监测芯片为核心的电路实现。

本实用新型光模块供电保护电路的进一步改进在于，所述开关器件串联在光模块的供电电源与多个并联的光模块的供电输入管脚之间。

本实用新型光模块供电保护电路的进一步改进在于，所述电压监测器件还连接端口设备的处理器件，并当根据监测到的所述光模块的供电电源与所述光模块的供电输入管脚之间的链路的电压确定需要控制所述开关器件断开时，向所述处理器件提供告警信号。

一种通信设备，包括光模块，以及如上所述的光模块供电保护电路。

本实用新型的有益效果在于，通过在光模块的供电电源与光模块的供电输入管脚之间串联开关器件，并通过电压监测器件监测光模块的供电电源与光模块的供电输入管脚之间的链路的电压控制开关器件的闭合与断开，实现了对光模块供电电路的保护。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种光模块供电保护电路的示意图；

图2为本实用新型提供的一种具体应用场景的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本实用新型可能采用术语第一、第二等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本实用新型范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

请参见图1，图1为本实用新型实施例提供的一种光模块供电保护电路的示意图，其中，该光模块供电保护电路可以应用于包括光模块的通信设备，该通信设备可以包括但不限于路由器或交换机等，如图1所示，该光模块供电保护电路可以包括：开关器件11和电压监测器件12；其中：

开关器件11串联在光模块13的供电电源14与光模块13的供电输入管脚131之间；

电压监测器件12连接开关器件11的关断使能控制端111，并根据监测到的光模块13的供电电源14与光模块13的供电输入管脚131之间的链路的电压控制开关器件11的闭合与断开。

具体地，考虑到现有光模块对于本身的供电输入没有电压和电流保护功能，导致可能由于端口设备对光模块的供电电压异常或光模块自身故障引起的电压或电流异常导致光模块内部电路损坏或端口设备的供电电路损坏或关闭，因而，在本实用新型中，可以提供一种在端口设备上进行光模块供电保护的电路，以避免由于端口设备对光模块的供电电压异常或光模块自身故障引起的电压或电流异常导致光模块内部电路损坏或端口设备的供电电路损坏或关闭。

在本实用新型中，可以通过在光模块13的供电电源14(端口设备为光模块供电的供电电源)与光模块13的供电输入管脚131之间串联一个开关器件11，通过该开关器件的闭合与断开可以控制光模块13的供电链路的闭合与断开。

此外，还可以设置电压监测器件12用以监测光模块13的供电电源14与光模块13的供电输入管脚131之间的链路的电压，该电压监测器件12可以连接开关器件的关断使能控制端111，并根据监测到的供电电源14与光模块13的供电输入管脚131之间的链路的电压控制开关器件11的闭合与断开。

在本实用新型中，可以在光模块13的供电电源14与光模块13的供电输入管脚131之间的链路上设置一个或多个电压监测点，电压监测器件12可以通过对电压监测点的对地电压进行监测，并当监测到电压监测点的对地电压大于等于第一阈值(可以根据具体场景设定，该第一阈值通常小于光模块最大耐受电压，如光模块最大耐受电压的95％等)或小于等于第二阈值(可以根据具体场景设定，该第二阈值通常大于光模块最小工作电压，如光模块最小工作电压的105％等)时，控制开关器件11处于断开状态，以对光模块13进行保护，避免光模块13由于电压过高而导致光模块内部电路损坏或电压过低导致光模块工作异常。

优选地，在本实用新型中，可以在开关器件11的两端(连接供电电源14的一端和连接光模块13的供电输入管脚131的一端)各设置一个电压监测点，电压监测器件12可以分别监测该两个电压监测点的对地电压，并当该两个电压监测点中任一电压监测点的对地电压大于等于第一阈值或小于等于第二阈值时，控制开关器件11处于断开状态。

进一步地，作为一种可选的实施方式，在本实用新型中，电压监测器件12可以监测开关器件11两端的电压差值，并当开关器件11两端的电压差值大于第三阈值(可以根据具体场景设定，可以根据光模块的通流能力以及开关器件的内阻确定)时，控制开关器件11处于断开状态。

具体地，在该实施方式中，可以分别在开关器件11的两端(连接供电电源14的一端和连接光模块13的供电输入管脚131的一端)各设置一个电压监测点，电压监测器件12可以通过监测开关器件11两端的电压监测点的电压差值，并根据开关器件11的内阻，确定光模块13的供电电源14与光模块13的供电输入管脚131之间的链路上的电流，进而，电压监测器件12可以在监测到开关器件11两端的电压差值大于第三阈值(相当于光模块13的供电电源14与光模块13的供电输入管脚131之间的链路上的电流超过了预设阈值)时，控制开关器件11处于断开状态，避免光模块故障等原因造成的电流故障对光模块以及端口设备其它供电电路的影响。

作为一种可选的实施方式，在本实用新型中，光模块供电保护电路中还可以包括保护电阻15(未在图中示出)，其中：

该保护电阻15可以串联在光模块13的供电电源14与光模块13的供电输入管脚131之间；

当电压监测器件12监测到保护电阻15两端的电压差值大于第四阈值(可以根据具体场景设定，可以根据光模块的通流能力以及保护电阻的阻值确定)时，控制开关器件处于断开状态。

具体地，在该实施方式中，可以在光模块13的供电电源14与光模块13的供电输入管脚131之间串联一个或多个保护电阻(该保护电阻可以为阻值固定，且阻值较小，如毫欧姆量级的电阻，在该实施方式中，以串联一个保护电阻为例)，并在保护电阻15的两端分别设置电压监测点；电压监测器件12可以通过监测保护电阻15的两端的电压监测点的电压差值，并根据保护电阻15的阻值，确定光模块13的供电电源14与光模块13的供电输入管脚131之间的链路上的电流，进而，电压监测器件12可以在监测到保护电阻15两端的电压差值大于第四阈值(相当于光模块13的供电电源14与光模块13的供电输入管脚131之间的链路上的电流超过了预设阈值)时，控制开关器件11处于断开状态，避免光模块故障等原因造成的电流故障对光模块以及端口设备其它供电电路的影响。

其中，第三阈值与第四阈值可以相同，也可以不相同。

可选地，在本实用新型中，开关器件11可以为MOSFET(Metallic OxideSemiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)，或其它通流能力大于光模块13所需电流，耐压能力大于可能出现最大故障值，且开关速度满足保护要求(如开关时间在ms量级以下)的开关器件。

可选地，在本实用新型中，电压监测器件12可以由使用ADC(Analog to DigitalConverter，模数转换器)或OP(operational amplifier，运算放大器)或专用电压监测芯片为核心的电路实现。

在一种可选的实施方式中，在本实用新型中，开关器件11串联在光模块13的供电电源14与多个并联的光模块13的供电输入管脚之间。

具体地，在该实施方式中，当多个光模块13通过并联的方式接入端口设备的光模块端口时，可以在光模块13的供电电源14与该多个并联的光模块13的供电输入管脚131之间串联一个开关器件13，通过控制该开关器件13的闭合与断开可以同时控制该并联的多个光模块13的供电电路的闭合与断开。

值得说明的是，上述通过在光模块13的供电电源14与多个并联的光模块13的供电输入管脚131之间串联一个开关器件11的实现方式仅仅是本实用新型中实现光模块供电电路保护的一种实现方式，在本实用新型中，当存在多个并联的光模块13时，也可以分别在光模块13的供电电源14与各光模块13的供电输入管脚131之间串联开关器件11，进而可以分别通过控制各开关器件11的闭合与断开，来实现对对应的光模块13的供电电路的闭合与断开的控制，其具体实现在此不做赘述。

进一步地，在本实用新型中，电压监测器件12还可以连接端口设备的处理器件(图1中未示出)，如CPU(Center Process Unit，中央处理单元)等，并当根据监测到的光模块13的供电电源14与光模块13的供电输入管脚131之间的链路的电压确定需要控制开关器件11断开时，向处理器件提供告警信号。

具体地，在本实用新型中，当电压监测器件12监测到电压监测点的对地电压大于等于第一阈值或小于等于第二阈值，或/和监测到开关器件11(或保护电阻15)两端的电压差值超过第三阈值(或第四阈值)时，电压监测器件12一方面可以控制开关器件11处于断开状态，另一方面可以向端口设备的CPU等处理器件提供告警信号，以便端口设备进行后续的故障处理或告知设备使用者当前光模块的供电已被切断。

可见，在本实用新型中，通过在光模块的供电电源与光模块的供电输入管脚之间串联开关器件，并通过电压监测器件监测光模块的供电电源与光模块的供电输入管脚之间的链路的电压控制开关器件的闭合与断开，当电压监测器件监测到光模块的供电电源与光模块的供电输入管脚之间的链路上的电压监测点的对地电压大于等于第一阈值或小于等于第二阈值时，或/和开关器件(或保护电阻)两端的电压差值超过第三阈值(或第四阈值)时，电压监测器件可以控制开关器件处于断开状态，切断对光模块的供电，将光模块与端口设备其他部分电路隔离开，实现了对光模块的供电电路的保护。

进一步地，本实用新型还提供了一种通信设备，其可以包括光模块，以及上述图1所描述的光模块供电保护电路。

其中，该通信设备可以包括交换机或路由器等。

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型提供的技术方案，下面具体的应用场景对本实用新型实施例的工作原理进行详细的描述。

请参见图2，为本实用新型提供的一种具体应用场景的示意图，如图2所示，该应用场景中可以包括开关器件11、电压监测器件12、光模块13以及供电电源14；其中，开关器件11串联在供电电源14与光模块13的供电输入管脚131之间，电压监测器件12连接开关器件11的关断使能控制端111，并分别监测开关器件11与供电电源14相连的一端(在该实施例中称为A点)和开关器件11与光模块13的供电输入管脚131相连的一端(在该实施例中称为B点)的对地电压，以及A点和B点的电压差值(V_diff)；此外，电压监测器件12还与端口设备的CPU连接。

基于该应用场景，本实用新型提供的光模块供电保护电路的工作原理如下：

当端口设备及光模块13都正常时，电压监测器件12监测到A点和B点两处的对地电压，以及A点和B点的电压差值均在正常范围内，电压控制器件的ON/OFF(闭合/断开)输出正常信号，控制开关器件11处于闭合状态，连通A点和B点，给光模块13供电。

当供电电路出现异常电压，例如，供电电源14故障，产生过压，如果此故障发生在端口设备一开始上电工作时，电压监测器件12不会闭合开关器件11，而是控制开关器件11处于断开状态，切断A点和B点，保护光模块13；如果是在工作过程中产生的故障，由于过压电压是从正常电压值开始抬升，电压监测器件12监测A点和B点的对地电压，当A点或B点的电压值达到第一阈值(假设为光模块13最大耐受电压的95％)时，电压监测器件12控制开关器件处于断开状态，切断对光模块13的供电，将光模块13与端口设备的其它部分的电路隔离开。对于欠压故障，同样的原理，在电压从正常电压往下下降的过程中，电压监测器件12监测A点和B点的对地电压，一旦A点或B点的对地电压达到第二阈值(假设为光模块13最小工作电压的105％)，电压监测器件12控制开关器件11处于断开状态，切断对光模块13的供电，将光模块13与端口设备的其它部分的电路隔离开。

对于由光模块13自身原因引起的故障，如光模块13内部短路，将引起光模块13的供电链路上过流，并拉低A点到B点通路上的电压。电压监测器件12监测到A点或B点的对地电压达到第二阈值，或A点与B点的电压差值V_diff达到第三阈值时，电压监测器件12控制开关器件11处于断开状态，切断对光模块13的供电，将光模块13与端口设备的其它部分的电路隔离开。

进一步地，在该实施例中，当电压监测器件12控制开关器件11处于断开状态时，电压监测器件12还可以向端口设备的CPU提供告警信号，以便端口设备进行后续的故障处理或告知设备使用者当前光模块的供电已被切断。

通过以上描述在本实用新型的技术方案中，通过在光模块的供电电源与光模块的供电输入管脚之间串联开关器件，并通过电压监测器件监测光模块的供电电源与光模块的供电输入管脚之间的链路的电压控制开关器件的闭合与断开，实现了对光模块供电电路的保护。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由本申请的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种光模块供电保护电路，其特征在于，包括开关器件和电压监测器件；其中：

所述开关器件串联在光模块的供电电源与所述光模块的供电输入管脚之间；

所述电压监测器件连接所述开关器件的关断使能控制端，并根据监测到的所述光模块的供电电源与所述光模块的供电输入管脚之间的链路的电压控制所述开关器件的闭合与断开。

2.根据权利要求1所述的光模块供电保护电路，其特征在于，当所述电压监测器件监测到电压监测点的对地电压大于等于第一阈值或小于等于第二阈值时，控制所述开关器件处于断开状态；其中，所述第一阈值大于所述第二阈值。

3.根据权利要求1所述的光模块供电保护电路，其特征在于，当所述电压监测器件监测到所述开关器件两端的电压差值大于第三阈值时，控制所述开关器件处于断开状态。

4.根据权利要求1所述的光模块供电保护电路，其特征在于，还包括保护电阻；其中：

所述保护电阻串联在光模块的供电电源与所述光模块的供电输入管脚之间；

当所述电压监测器件监测到所述保护电阻两端的电压差值大于第四阈值时，控制所述开关器件处于断开状态。

5.根据权利要求1所述的光模块供电保护电路，其特征在于，所述开关器件为金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET器件。

6.根据权利要求1所述的光模块供电保护电路，其特征在于，所述电压监测器件由使用模数转换器ADC或运算放大器OP或专用电压监测芯片为核心的电路实现。

7.根据权利要求1所述的光模块供电保护电路，其特征在于，所述开关器件串联在光模块的供电电源与多个并联的光模块的供电输入管脚之间。

8.根据权利要求1所述的光模块供电保护电路，其特征在于，

所述电压监测器件还连接端口设备的处理器件，并当根据监测到的所述光模块的供电电源与所述光模块的供电输入管脚之间的链路的电压确定需要控制所述开关器件断开时，向所述处理器件提供告警信号。

9.一种通信设备，包括光模块，其特征在于，所述通信设备还包括权利要求1-8任一项所述的光模块供电保护电路。