CN209134431U - 供电装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种供电装置及系统，包括：依次电连接的电源转换器、供电控制器和网络变压器；供电控制器通过预设数量的双绞线连接至网络变压器的触头组；电源转换器用于接收外设电源传输的交流电压，将交流电压转换为预设直流电压，并将预设直流电压传输至供电控制器；供电控制器用于在预设配置时间内将预设直流电压传输至网络变压器；网络变压器上设置有第一接口和第二接口，网络变压器用于通过第一接口与外设信号发射器连接，并接收外设信号发射器发送的数据信号；网络变压器还用于通过第二接口与外设网络受电设备连接，将预设直流电压和数据信号均通过第二接口传输至外设网络受电设备。本实用新型可以向外设网络受电设备输出更高的功率。

Description

供电装置及系统

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其是涉及一种供电装置及系统。

背景技术

PoE(Power Over Ethernet，以太网供电)供电技术是在现有以太网布线基础构架下，在为基于IP(Internet Protocol Address，网际协议地址)的终端传输数据信号的同时，也为此类设备提供直流电的技术。随着POE供电技术的应用和普及，对POE供电器的输出功率有了更高的要求，而目前现有的POE供电器向受电设备时，其输出的供电功率一般为30W，即现有的POE供电器逐渐无法满足功率需求更高的受电设备。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种供电装置及系统，可以向外设网络受电设备输出更高的功率。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种供电装置，包括：依次电连接的电源转换器、供电控制器和网络变压器；其中，网络变压器设置有触头组；供电控制器通过预设数量的双绞线连接至网络变压器的触头组；电源转换器用于接收外设电源传输的交流电压，将交流电压转换为预设直流电压，并将预设直流电压传输至供电控制器；供电控制器用于在预设配置时间内将预设直流电压传输至网络变压器；网络变压器上设置有第一接口和第二接口，网络变压器用于通过第一接口与外设信号发射器连接，并接收外设信号发射器发送的数据信号；网络变压器还用于通过第二接口与外设网络受电设备连接，将预设直流电压和数据信号均通过第二接口传输至外设网络受电设备。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述双绞线的数量为四对。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述电源转换器包括整流滤波电路，以及与整流滤波电路连接的电压转换电路；其中，整流滤波电路用于将交流电压转换为同功率的直流电压；电压转换电路用于将同功率的直流电压转换为预设直流电压。

整流滤波电路包括依次连接的整流器和EMC滤波器。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述供电控制器上还设置有检测电路，检测电路用于检测网络变压器与外设网络受电设备的连接状态。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述网络变压器包括主变压器，主变压器的输入端之前连接有用于抑制干扰信号的共模电感。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，上述第一接口和第二接口均为RJ45接口。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，上述供电装置为交换机。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种系统，包括：第一方面至第一方面的第七种可能的实施方式任一项的供电装置，以及分别与供电装置相连的外设电源、外设信号发射装置和外设网络受电设备。

结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述供电装置与外设网络受电设备通过网线连接。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的供电装置及系统，包括依次连接的电源转换器、供电控制器和网络变压器，具体的，供电控制器通过预设数量的双绞线与网络变压器上的触头组相连。其中，电源转换器用于接收外设电源传输的交流电压，并将该交流电压转换为预设直流电压，然后将上述预设直流电压传输至供电控制器；供电控制器用于在接收到上述预设直流电压后，在预设配置时间内将将该预设直流电压传输至网络变压器；在网络变压器上设置有第一接口和第二接口，其中，网络变压器通过第一接口与外设信号发射器连接，接收该外设信号发射器传输的数据信号，还通过第二接口与外设网络受电设备连接，将上述预设直流电压和数据信号一同传输至外设网络受电设备。本实用新型实施例通过双绞线连接供电控制器和网络变压器，并通过预先设置改变双绞线的数量，使供电控制器向网络变压器传输较高的功率，进而可以使网络变压器向外设网络受电设备提供更高的供电功率，达到提高输出功率的目的。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种供电装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种供电装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种供电控制器的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种网络变压器的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种供电系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

目前，POE供电器中的供电控制器在与网络变压器连接时，通常使用的是标准的五类网线，但是标准的五类网线中有四对双绞线，而现有技术仅使用了其中的两对双绞线，使POE供电器最终输出功率为30W，基于此，本实用新型实施例提供的一种供电装置及系统，可以向受电设备输出更高的功率。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种供电装置进行详细介绍，参见图1所示的一种供电装置的结构示意图，该供电装置100包括依次电连接的电源转换器102、供电控制器104和网络变压器106。

其中，供电装置即为前述POE供电器，网络变压器设置有触头组106；供电控制器104通过预设数量的双绞线连接至网络变压器106的触头组。具体的，上述预设数量的双绞线为标准的五类网线，即Cat.5，是一种计算机网络中使用的双绞式电缆，也是数据、话音等信息通信业务使用的多媒体线材，被广泛应用于以太网、宽带接入工程中，通过预设数量的双绞线连接供电控制器和网络变压器，可以使供电控制器传输更高的功率，进而可以使网络变压器向受电设备传输更高功率。

电源转换器102用于接收外设电源传输的交流电压，将交流电压转换为预设直流电压，并将预设直流电压传输至供电控制器。

在一种实施方式中，电源转换器可以为AC-DC(Alternating current-Directcurrent，交流-直流)转换器，是将交流电转换为直流电，经过AC-DC转换器内的高压整流滤波得到一个直流高压，并通过AC-DC转换器内的DC-DC(Direct current-Direct current，直流-直流)变换器在输出端获得一个或几个稳定的直流电压。其中，预设直流电压可以为53V。具体的，AC-DC转换器接收外设电源传输的220V交流电，先将其转换为220V直流电，然后再将220V直流电变换为53V直流电，并将该53V直流电传输至供电控制器，即AC-DC转换器主要是为了向供电控制器提供53V的直流电源。

供电控制器104用于在预设配置时间内将预设直流电压传输至网络变压器。

通常情况下，供电控制器可以为PSE(Power Sourcing Equipment，供电设备)控制器，可以实现电源管理等功能，即再预设配置时间内界的将预设直流电压传输至网络变压器。具体的，PSE控制器首先向网络变压器传输低电压，并在一个配置时间内，向网络变压器传输的低电压逐渐升高，直至向网络变压器提供的直流电达到53V。其中，预设配置时间一般小于15μs。

网络变压器106上设置有第一接口和第二接口，网络变压器106用于通过第一接口与外设信号发射器连接，并接收外设信号发射器发送的数据信号；网络变压器106还用于通过第二接口与外设网络受电设备连接，将预设直流电压和数据信号均通过第二接口传输至外设网络受电设备。

网络变压器通过第一接口接收外设信号发射装置发送的数据信号，网络变压器可以增强数据信号的信号强度，使数据信号的传输距离更远，另外，因为网络变压器传输直流电时的频类与传输数据信号的频率不同，所以传输直流电不影响数据信号的传输，因此实现了共同传输数据信号与直流电的目的。其中，网络变压器通过第二接口与外设网络受电设备连接，外设网络受电设备即为PD(Powered Device，受电)设备。

本实用新型实施例提供的供电装置，包括依次连接的电源转换器、供电控制器和网络变压器，具体的，供电控制器通过预设数量的双绞线与网络变压器上的触头组相连。其中，电源转换器用于接收外设电源传输的交流电压，并将该交流电压转换为预设直流电压，然后将上述预设直流电压传输至供电控制器；供电控制器用于在接收到上述预设直流电压后，在预设配置时间内将该预设直流电压传输至网络变压器；同时，在网络变压器上设置有第一接口和第二接口，其中，网络变压器通过第一接口与外设信号发射器连接，接收该外设信号发射器传输的数据信号，还通过第二接口与外设网络受电设备连接，将上述预设直流电压和数据信号一同传输至外设网络受电设备。本实用新型实施例通过双绞线连接供电控制器和网络变压器，并通过预先设置改变双绞线的数量，使供电控制器向网络变压器传输较高的功率，进而可以使网络变压器向外设网络受电设备提供更高的供电功率，达到提高输出功率的目的。

为对上述实施例提供的装置进行理解，本实用新型还提供了另一种供电装置，参见图2所示的另一种供电装置的结构示意图，该装置主要包括AC-DC电源、PSE控制器和网络变压器三个部分，网络变压器上还设置有第一接口和第二接口，具体的，第一接口和第二接口均为RJ45(Registered Jack，注册的插座)接口，第一接口RJ45(IN)是以太网数据输入端口，可以用于传输数据信号(DATA)，第二接口RJ45(OUT)为数据与电源合成后的输出端口，可以用于传输数据信号和直流电(DATA+POWER)。AC-DC电源将外设电源传输的220V交流电转换为稳定的53V直流电后，将53V直流电传输至PSE控制器，由PSE控制器在预设配置时间内将53V直流电传输至网络变压器，并由网络变压器通过第一接口接收外设信号发射器发送的数据信号，并将数据信号和53V直流电混合在一起，再通过第二接口将数据信号和53V直流电以同传输至外设网络受电设备。

另外，本实用新型提供的供电装置为交换机。

进一步的，本实用新型实施例中的双绞线的数量为四对，即通过四对双绞线传输直流电，以提高PSE控制器向网络变压器传输的功率，进而可以提高供电装置向受电设备传输的功率。具体的，PES向网络变压器传输功率可以达到90W。

进一步的，本实用新型中的电源转换器包括整流滤波电路，以及与整流滤波电路连接的电压转换电路。

整流滤波电路用于将交流电压转换为同功率的直流电压，具体的，整流滤波电路包括依次连接的整流器和EMC(Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容性)滤波器。可以理解的，整流电路是将交流电能转换为直流电能的电路，在交流电转换为直流电时，转换后的电压值未发生改变，即直流电的电压等于交流电的电压。其中，整流电路可以为半波整流电路、全波整流电路和桥式整流电路，可以理解的，现有的外设电源一般提供220V、50/60HZ的交流电，所以必须经过整流电路将220V、50/60HZ的交流电转换为220V直流电。另外，因为经整流电路转换得到的直流电携带有纹波，因此在整流电路后还应连接有滤去纹波的滤波器，具体的，滤波器为EMC滤波器，通过EMC滤波器抑制和消除在直流电携带的纹波，以及在直流电传输过程中出现的强电磁干扰和电火花干扰。

进一步的，EMC滤波器还应满足如UL(Unordered List，无序列表)和CCEE(ChinaCommission for Conformity Certification of Electrical Equipment，中国电工产品认证委员会)等公布的安全标准，以及满足诸如IEC(International ElectrotechnicalCommission，国际电工委员会)、FCC(Federal Communications Commission，美国联邦通信委员会)和CSA(Canadian Standards Association，加拿大标准协会)等EMC指令的限制要求。

电压转换电路用于将同功率的直流电压转换为预设直流电压。其中，电压转换电路即为前述DC-DC转换电路，可以将220V直流电转换为53V直流电。

另外，本实用新型实施例提供的供电控制器上还设置有检测电路，检测电路用于检测网络变压器与外设网络受电设备的连接状态。具体的，PSE控制器会向网络变压器传输低电压，以检测外设网络受电设备是否合法，首先PSE控制器会发送一个测试电压给网络变压器，由网络变压将测试电压传输至外设网络受电设备，因为外设网络受电设备中设置有共模电阻，因此可以通过测试电压探测外设网络受电设备中的共模电阻。因为Cat.5线缆最长可达100m，所以测试电压由低电压逐渐升高，这将有助于补偿Cat.5线缆自身阻抗带来的损失。如果PSE控制器检测到来自网络控制器传输的外设网络受电设备的适当阻抗特征，它便会继续提升电压。如果检测不到网络控制器传输的外设网络受电设备的特征阻抗，PSE控制器将向网络变压器传输低电压。

在一种实施方式中，供电控制器中采用的芯片可以为PD69204T4，参见图3所示的一种供电控制器的结构示意图，其中，VIMAN端子与AC-DC转换器中的DC-DC转换电路连接，另外，PORT_NEG0、PORT_NEG1、PORT_NEG2和PORT_NEG3通过四对双绞线与网络变压器连接，以实现向网络变压器传输90W功率的目的。

其中，PSE控制器还可以实现PD检测、PD分级、供电等功能。具体的，PSE控制器向网络变压器输电的过程可以参见如下步骤：

(1)PD检测：即前述检测电路检测网络变压器与外设网络受电设备的连接状态。再未检测到网络变压器与外设网络受电设备连接时，PSE控制器向网络变压器传输低电压。

(2)PD设备分类：当检测到外设网络受电设备后，PSE控制器将为外设网络受电设备进行分类，并评估该分类下的外设网络受电设备的功率损耗。具体的，当检测到外设网络受电设备之后，PSE控制器将通过网络变压器向外设网络受电设备施加15～20V的电压，并通过测量电流大小来确定外设网络受电设备的特定级别。

(3)开始供电：再一个可配置时间的启动期内，PSE控制器开始向网络变压器传输低电压，以使网络变压器从低电压向外设网络受电设备供电，直至提供53V直流电。

(4)持续供电：为外设网络受电设备提供稳定可靠的53V直流电，满足外设网络受电设备不超过90W的功率消耗。

(5)当外设网络受电设备与网络变压器断开连接时，PSE控制器将快速地停止向网络变压器传输53V直流电，并重复检测网络变压器与外设网络受电设备的连接状态。

网络变压器有信号传输、阻抗匹配、波形修复、信号杂波抑制和高电压隔离等作用，可以增强数据信号的强度以及保护PSE控制器，本实用新型实施例还提供了网络变压器的结构示意图，参见图4所示的一种网络变压器的结构示意图，该网络变压器包括主变压器，主变压器的输入端之前连接有用于抑制干扰信号的共模电感，以及网络变压器上还设置有触头组，“触头1”至“触头16”，其中，“触头1”、“触头2”、“触头3”和“触头6”用于通过四对双绞线与PSE控制器的PORT_NEG0、PORT_NEG1、PORT_NEG2和PORT_NEG3引脚连接，以实现接收PSE控制器传输的90W功率。

综上所述，本实用新型实施例通过双绞线连接供电控制器和网络变压器，并通过预先设置改变双绞线的数量，使供电控制器向网络变压器传输较高的功率，进而可以使网络变压器向外设网络受电设备提供更高的供电功率。

本实施例提供了一种供电系统，参见图5所示的一种供电系统的结构示意图，包括前述实施例提供的供电装置100，以及分别与供电装置100相连的外设电源200、外设信号发射装置300和外设网络受电设备400。

其中，本实用新型实施例提供的供电装置可以为路由器、无线AP(WirelessAccessPoint，无线访问接入点)、网络电话、工业网络终端或者网络摄像机等，进一步的，本实用新型实施例提供的供电装置应该符合IEEE802.3标准。

可以理解的，因为供电装置需要向外设网络受电设备传输直流电和数据信号，因此选择可同时传输直流电和数据信号的网线，即供电装置与外设网络受电设备通过网线连接，以实现向外设网络受电设备传输直流电和数据信号的目的。

本实用新型实施例提供的供电系统，包括前述实施例提供的供电装置，以及与该供电装置分别连接的外设电源、外设信号发射装置和外设网络受电设备，外设电源向上述供电装置提供交流电压，供电装置将该交流电压转换为预设直流电压值，同时，供电装置还接收外设信号发射装置发送的数据信号，然后供电装置将上述预设直流电压和该数据信号一同发送至外设网络受电设备。本实用新型实施向外设网络受电设备提供更高的供电功率。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统具体工作过程，可以参考前述实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本实施例提供的视频会议系统，功放主机可以直接与视频会议终端相接，无需外接调音台等设备，即可缓解回音、啸叫等不良音效，可保障视频会议正常进行，使应用更加灵活便捷，同时也降低了成本。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种供电装置，其特征在于，包括：依次电连接的电源转换器、供电控制器和网络变压器；其中，所述网络变压器设置有触头组；所述供电控制器通过预设数量的双绞线连接至所述网络变压器的触头组；

所述电源转换器用于接收外设电源传输的交流电压，将所述交流电压转换为预设直流电压，并将所述预设直流电压传输至所述供电控制器；

所述供电控制器用于在预设配置时间内将所述预设直流电压传输至所述网络变压器；

所述网络变压器上设置有第一接口和第二接口，所述网络变压器用于通过所述第一接口与外设信号发射器连接，并接收所述外设信号发射器发送的数据信号；所述网络变压器还用于通过所述第二接口与外设网络受电设备连接，将所述预设直流电压和所述数据信号均通过所述第二接口传输至所述外设网络受电设备。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述双绞线的数量为四对。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源转换器包括整流滤波电路，以及与所述整流滤波电路连接的电压转换电路；其中，

所述整流滤波电路用于将所述交流电压转换为同功率的直流电压；

所述电压转换电路用于将所述同功率的直流电压转换为预设直流电压。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述整流滤波电路包括依次连接的整流器和EMC滤波器。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述供电控制器上还设置有检测电路，所述检测电路用于检测所述网络变压器与所述外设网络受电设备的连接状态。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述网络变压器包括主变压器，所述主变压器的输入端之前连接有用于抑制干扰信号的共模电感。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一接口和所述第二接口均为RJ45接口。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述供电装置为交换机。

9.一种供电系统，其特征在于，包括：权利要求1至8任一项所述的供电装置，以及分别与所述供电装置相连的外设电源、外设信号发射装置和外设网络受电设备。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述供电装置与所述外设网络受电设备通过网线连接。