CN210016481U - 智能以太网交换机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能以太网交换机，包括电源模块、单片机、接口器、交换器、存储器、时钟电路、复位电路和FLASH电路，电源模块分别与单片机、接口器和交换器连接，存储器、时钟电路、复位电路和FLASH电路均与单片机连接，交换器还与接口器连接；电源模块包括直流电源、第二二极管、第一电容、第一三极管、变压器、第二电容、第二三极管、第一二极管、第一电位器、第三电容、第三三极管、第二电阻、瞬态抑制二极管和发光二极管，直流电源分别与第一二极管的阳极、第一三极管的发射极、第三三极管的集电极和第二电阻的一端连接。本实用新型电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

Description

智能以太网交换机

技术领域

本实用新型涉及网络通信领域，特别涉及一种智能以太网交换机。

背景技术

以太网交换机是基于以太网传输数据的交换机，以太网采用共享总线型传输媒体方式的局域网。以太网交换机的结构是每个端口都直接与主机相连，并且一般都工作在全双工方式。交换机能同时连通许多对端口，使每一对相互通信的主机都能像独占通信媒体那样，进行无冲突地传输数据。传统以太网交换机的供电部分使用的元器件较多，电路结构复杂，硬件成本较高，不方便维护。另外，由于传统以太网交换机的供电部分缺少相应的电路保护功能，例如：缺少限流保护功能，造成电路的安全性和可靠性较差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高的智能以太网交换机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智能以太网交换机，包括电源模块、单片机、接口器、交换器、存储器、时钟电路、复位电路和FLASH电路，所述电源模块分别与所述单片机、接口器和交换器连接、用于供电，所述存储器、时钟电路、复位电路和FLASH电路均与所述单片机连接，所述交换器还与所述接口器连接；

所述电源模块包括直流电源、第二二极管、第一电容、第一三极管、变压器、第二电容、第二三极管、第一二极管、第一电位器、第三电容、第三三极管、第二电阻、瞬态抑制二极管和发光二极管，所述直流电源分别与所述第一二极管的阳极、第一三极管的发射极、第三三极管的集电极和第二电阻的一端连接，所述第二二极管的阴极分别与所述第一电容的一端、第一三极管的集电极、变压器的初级线圈的一端和第一二极管的阴极连接，所述变压器的初级线圈的另一端接地，所述第一三极管的基极分别与所述第二电容的一端和第二三极管的集电极连接，所述第二电容的另一端与所述变压器的次级线圈的一端连接，所述第一电容的另一端与所述变压器的次级线圈的另一端连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的基极与所述第一电位器的滑动端连接，所述第三三极管的发射极与所述第一电位器的一个固定端连接，所述第三三极管的基极分别与所述第二电阻的另一端和瞬态抑制二极管的一端连接，所述第一二极管的阳极分别与所述第一电位器的另一个固定端、第三电容的一端、瞬态抑制二极管的另一端和发光二极管的阳极连接，所述第三电容的另一端和发光二极管的阴极均接地，所述第二二极管的型号为E-123。

在本实用新型所述的智能以太网交换机中，所述电源模块还包括第三电阻，所述第三电阻的一端分别与所述第一电位器的另一个固定端、第一二极管的阳极和第三电容的一端连接，所述第三电阻的另一端分别与所述瞬态抑制二极管的另一端和发光二极管的阳极连接，所述第三电阻的阻值为35kΩ。

在本实用新型所述的智能以太网交换机中，所述电源模块还包括第四电阻，所述第四电阻的一端分别与所述直流电源、第二二极管的阳极和第一三极管的发射极连接，所述第四电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端和第三三极管的集电极连接，所述第四电阻的阻值为42kΩ。

在本实用新型所述的智能以太网交换机中，所述电源模块还包括第四电容，所述第四电容的一端分别与所述第一三极管的基极和第二电容的一端连接，所述第四电容的另一端与所述第二三极管的集电极连接，所述第四电容的电容值为360pF。

在本实用新型所述的智能以太网交换机中，所述第一三极管为PNP型三极管，所述第二三极管和第三三极管均为NPN型三极管。

实施本实用新型的智能以太网交换机，具有以下有益效果：由于设有电源模块、单片机、接口器、交换器、存储器、时钟电路、复位电路和FLASH电路，电源模块包括直流电源、第二二极管、第一电容、第一三极管、变压器、第二电容、第二三极管、第一二极管、第一电位器、第三电容、第三三极管、第二电阻、瞬态抑制二极管和发光二极管，该电源模块与传统以太网交换机的供电部分相比，其使用的元器件较少，这样可以降低硬件成本，另外，第二二极管用于进行限流保护，因此电路结构较为简单、成本较低、方便维护、电路的安全性和可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型智能以太网交换机一个实施例中的结构示意图；

图2为所述实施例中电源模块的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

在本实用新型智能以太网交换机实施例中，该智能以太网交换机的结构示意图如图1所示。图1中，该智能以太网交换机包括电源模块1、单片机2、接口器3、交换器4、存储器5、时钟电路6、复位电路7和FLASH电路8，其中，电源模块1分别与单片机2、接口器和3交换器4连接、用于供电，存储器5、时钟电路6、复位电路7和FLASH电路8均与单片机2连接，交换器4还与接口器3连接。

单片机2使得该家智能以太网交换机的功能更加智能化。接口器3包括20PT1024X芯片、16PT8520X芯片和若干个RJ45接口，20PT1024X芯片和16PT8520X芯片均与RJ45接口连接。交换器4为IP175D芯片，具有L2/L3层线速交换和支持802.1S多生成树和端口镜像能力，同时符合IEEE 802.3、IEEE802.3u标准。电源模块1能够为各电路提供工作电压，接口器3为终端提供充足的接口，使得智能以太网交换机更高速化、智能化。

图2为本实施例中电源模块的电路原理图，图2中，该电源模块1包括直流电源VCC、第二二极管D2、第一电容C1、第一三极管Q1、变压器T、第二电容C2、第二三极管Q2、第一二极管D1、第一电位器RP1、第三电容C3、第三三极管Q3、第二电阻R2、瞬态抑制二极管VS和发光二极管LED，直流电源VCC分别与第一二极管D1的阳极、第一三极管Q1的发射极、第三三极管Q3的集电极和第二电阻R2的一端连接，第二二极管D2的阴极分别与第一电容C1的一端、第一三极管Q1的集电极、变压器T的初级线圈的一端和第一二极管D1的阴极连接，变压器T的初级线圈的另一端接地，第一三极管Q1的基极分别与第二电容C2的一端和第二三极管Q2的集电极连接，第二电容C2的另一端与变压器T的次级线圈的一端连接，第一电容C1的另一端与变压器T的次级线圈的另一端连接，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的基极与第一电位器RP1的滑动端连接，第三三极管Q3的发射极与第一电位器RP1的一个固定端连接，第三三极管Q3的基极分别与第二电阻R2的另一端和瞬态抑制二极管VS的一端连接，第一二极管D1的阳极分别与第一电位器RP1的另一个固定端、第三电容C3的一端、瞬态抑制二极管VS的另一端和发光二极管LED的阳极连接，第三电容C3的另一端和发光二极管LED的阴极均接地。

该电源模块1与传统以太网交换机的供电部分相比，节省了电容、电阻和电感等元器件，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，这样可以降低硬件成本，另外，第二二极管D2为限流二极管，用于进行限流保护，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第二二极管D2的型号为E-123，当然，在实际应用中，第二二极管D2也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。

该电源模块1的工作原理如下：由第一三极管Q1、变压器T、第二电容C2组成间隙式振荡器，其间隙时间完全受发光二极管LED两端电压的高低控制，当接通直流电源VCC时，第一三极管Q1、第二三极管Q2和第三三极管Q3导通，直流电源VCC通过第一三极管Q1加于变压器T，其初级线圈通过的电流呈线性规律增加，并在次级线圈上感应出下正上负的矩形脉冲电压；此感应电压通过第二电容C2使第一三极管Q1进一步导通，变压器T的初级线圈电流也就进一步增加，使变压器T与第一三极管Q1两者之间形成一个急骤雪崩正反馈，第一三极管Q1迅速进入饱和状态，在此过程中，一方面变压器T储能，另一方面，第二电容C2开始充电(充电电压极性为下正上负)。

当由于第一三极管Q1饱和而使变压器T的初级线圈电流不能再继续增加，使变压器T的次级线圈感应电压开始间隙反方向变化，此电压与第二电容C2上的电压共同作用引起第一三极管Q1集电极电流下降，同上，一个正反馈雪崩过程使第一三极管Q1迅速截止，在截止期间，第一二极管D1开始导通并将第一三极管Q1导通饱和期间在变压器T的初级线圈上存储的能量通过第三电容C3释放。

该电源模块1的稳压原理如下：电路的稳压过程是通过改变第一三极管Q1间歇时间来实现的。当直流电源VCC升高或发光二极管LED电流减小时，由于瞬态抑制二极管VS的两端电压不变，故使第三三极管Q3的集电极电位降低，第三三极管Q3、第二三极管Q2的集电极电流减小，第一三极管Q1截止时间增大，饱和导通时间减小，所以第一三极管Q1导通时间变短，则通过变压器T的初级线圈电流减小，储存的能量减少，释放的能量降低，发光二极管LED两端电压降低到原额定稳压值。同理，当直流电源VCC的电压降低或发光二极管LED的电流增加时，其自调节过程与上相反。

本实施例中，第一三极管Q1为PNP型三极管，第二三极管Q2和第三三极管Q3均为NPN型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管Q1也可以为NPN型三极管，第二三极管Q2和第三三极管Q3也可以均为PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。

本实施例中，该电源模块1还包括第三电阻R3，第三电阻R3的一端分别与第一电位器RP1的另一个固定端、第一二极管D1的阳极和第三电容C3的一端连接，第三电阻R3的另一端分别与瞬态抑制二极管VS的另一端和发光二极管LED的阳极连接。第三电阻R3为限流二极管，用于进行限流保护，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第三电阻R3的阻值为35kΩ。当然，在实际应用中，第三电阻R3的阻值可以根据具体情况进行调整，也就是第三电阻R3的阻值可以根据具体情况进行增大或减小。

本实施例中，该电源模块1还包括第四电阻R4，第四电阻R4的一端分别与直流电源VCC、第二二极管D2的阳极和第一三极管Q1的发射极连接，第四电阻R4的另一端分别与第二电阻R2的一端和第三三极管Q3的集电极连接。第四电阻R4为限流电阻，用于进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第四电阻R4的阻值为42kΩ。当然，在实际应用中，第四电阻R4的阻值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第四电阻R4的阻值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

本实施例中，该电源模块1还包括第四电容C4，第四电容C4的一端分别与第一三极管Q1的基极和第二电容C2的一端连接，第四电容C4的另一端与第二三极管Q2的集电极连接。第四电容C4为耦合电容，用于防止第一三极管Q1与第二三极管Q2之间的干扰，以进一步增强防止信号干扰的效果。值得一提的是，本实施例中，第四电容C4的电容值为360pF。当然，在实际应用中，第四电容C4的电容值可以根据具体情况进行相应调整，也就是第四电容C4的电容值可以根据具体情况进行相应增大或减小。

总之，本实施例中，该电源模块1与传统以太网交换机的供电部分相比，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，方便维护，这样可以降低硬件成本，另外，该电源模块1中设有限流二极管，因此电路的安全性和可靠性较高。

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、改，进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种智能以太网交换机，其特征在于，包括电源模块、单片机、接口器、交换器、存储器、时钟电路、复位电路和FLASH电路，所述电源模块分别与所述单片机、接口器和交换器连接、用于供电，所述存储器、时钟电路、复位电路和FLASH电路均与所述单片机连接，所述交换器还与所述接口器连接；

所述电源模块包括直流电源、第二二极管、第一电容、第一三极管、变压器、第二电容、第二三极管、第一二极管、第一电位器、第三电容、第三三极管、第二电阻、瞬态抑制二极管和发光二极管，所述直流电源分别与所述第一二极管的阳极、第一三极管的发射极、第三三极管的集电极和第二电阻的一端连接，所述第二二极管的阴极分别与所述第一电容的一端、第一三极管的集电极、变压器的初级线圈的一端和第一二极管的阴极连接，所述变压器的初级线圈的另一端接地，所述第一三极管的基极分别与所述第二电容的一端和第二三极管的集电极连接，所述第二电容的另一端与所述变压器的次级线圈的一端连接，所述第一电容的另一端与所述变压器的次级线圈的另一端连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的基极与所述第一电位器的滑动端连接，所述第三三极管的发射极与所述第一电位器的一个固定端连接，所述第三三极管的基极分别与所述第二电阻的另一端和瞬态抑制二极管的一端连接，所述第一二极管的阳极分别与所述第一电位器的另一个固定端、第三电容的一端、瞬态抑制二极管的另一端和发光二极管的阳极连接，所述第三电容的另一端和发光二极管的阴极均接地，所述第二二极管的型号为E-123。

2.根据权利要求1所述的智能以太网交换机，其特征在于，所述电源模块还包括第三电阻，所述第三电阻的一端分别与所述第一电位器的另一个固定端、第一二极管的阳极和第三电容的一端连接，所述第三电阻的另一端分别与所述瞬态抑制二极管的另一端和发光二极管的阳极连接，所述第三电阻的阻值为35kΩ。

3.根据权利要求2所述的智能以太网交换机，其特征在于，所述电源模块还包括第四电阻，所述第四电阻的一端分别与所述直流电源、第二二极管的阳极和第一三极管的发射极连接，所述第四电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端和第三三极管的集电极连接，所述第四电阻的阻值为42kΩ。

4.根据权利要求3所述的智能以太网交换机，其特征在于，所述电源模块还包括第四电容，所述第四电容的一端分别与所述第一三极管的基极和第二电容的一端连接，所述第四电容的另一端与所述第二三极管的集电极连接，所述第四电容的电容值为360pF。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的智能以太网交换机，其特征在于，所述第一三极管为PNP型三极管，所述第二三极管和第三三极管均为NPN型三极管。

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