CN211656162U

CN211656162U - 辅助电源控制电路、及应用该控制电路的辅助供电电路、poe供电电路、供电电路系统

Info

Publication number: CN211656162U
Application number: CN201921901890.8U
Authority: CN
Inventors: 黄满金
Original assignee: Alibaba Group Holding Ltd
Current assignee: Alibaba Group Holding Ltd
Priority date: 2019-11-06
Filing date: 2019-11-06
Publication date: 2020-10-09
Anticipated expiration: 2029-11-06

Abstract

本申请实施例公开了一种辅助电源控制电路、及应用该控制电路的辅助供电电路、POE供电电路、供电电路系统，其中，辅助电源控制电路包括：检测电路以及开关电路。其中，所述检测电路一端与POE供电电路中的变压器副边相接，另一端与所述开关电路的第一端相接；所述开关电路的第二端与辅助电源的正极相接，所述开关电路的第三端与所述POE供电电路的输出端相接；所述检测电路，用于检测所述POE供电电路中的POE电源的供电状态，并根据所述供电状态，通过所述开关电路对所述辅助电源进行供电控制。如此方案，有助于提高检测切换过程的普适性。

Description

辅助电源控制电路、及应用该控制电路的辅助供电电路、POE 供电电路、供电电路系统

技术领域

本申请涉及POE供电技术领域，特别是涉及辅助电源控制电路、辅助供电电路、POE供电电路以及供电电路系统。

背景技术

POE(Power Over Ethernet)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(例如，IP电话机、无线局域网接入点、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。

标准的POE应用中，PSE(Power Source Equipment，POE拓扑中的电源提供端，通常为POE交换机)与PD(Powered Device，POE拓扑中的受电端) 之间的对应关系为一对多，且通常要求给PD配置辅助电源，以便在POE电源不能正常供电时，切换到辅助电源进行供电。

参见图1所示，辅助电源的接入点主要位于N₁、N₂两处，POE控制芯片可以检测辅助电源的输出电压，确定辅助电源是否接入。如果POE电源供电异常，且辅助电源正常接入，则可切换到辅助电源进行供电。

如此检测切换过程完全依赖于POE控制芯片，一方面芯片成本较高，另一方面芯片间的设计差异导致该方案的普适性较差。例如，不同POE控制芯片进行触发检测的电压可能有所不同，有的芯片需要12V电压进行触发，有的则需要48V电压进行触发。也就是说，对于输出电压为12V的辅助电源来说，在该辅助电源正常接入后，12V电压触发的芯片可以检测到辅助电源已接入，可以正常进行供电控制；48V电压触发的芯片则检测不到辅助电源接入，进而在POE电源供电异常时，也就不会切换到辅助电源进行供电，导致供电控制失败。

此外，对于可正常控制辅助电源供电的场景来说，辅助电源的接入点在变压器的原边，变压器转换效率以及电路自身损耗等原因，还会造成辅助电源输出电压的损耗，影响辅助电源的电源效率。

实用新型内容

本申请提供了一种辅助电源控制电路、辅助供电电路、POE供电电路以及供电电路系统，可以通过检测POE电源供电状态的方式，对辅助电源进行供电控制，有助于提高检测切换过程的普适性。

本申请提供了如下方案：

一种辅助电源控制电路，包括：

检测电路以及开关电路；

所述检测电路一端与POE供电电路中的变压器副边相接，另一端与所述开关电路的第一端相接；

所述开关电路的第二端与辅助电源的正极相接，所述开关电路的第三端与所述POE供电电路的输出端相接；

所述检测电路，用于检测所述POE供电电路中的POE电源的供电状态，并根据所述供电状态，通过所述开关电路对所述辅助电源进行供电控制。

一种辅助供电电路，包括：

辅助电源以及上述辅助电源控制电路，

所述辅助电源接入到POE供电电路中的变压器副边侧。

一种POE供电电路，包括：

POE电源以及上述辅助电源控制电路。

一种供电电路系统，包括：

POE供电电路、辅助供电电路以及上述的辅助电源控制电路。

根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：

本申请实施例，可以在变压器T的副边与二极管D₀的阳极之间确定一个接入点，在该点处接入辅助电源控制电路，通过检测POE电源工作状态的方式，确定是否切换到辅助电源进行供电。相较于现有技术的切换控制方案，本申请实施例不再依赖POE控制芯片的检测结果，有助于提高检测切换过程的普适性。此外，将辅助电源的接入点设置在变压器副边，还可避免变压器对辅助电源输出电压的损耗，提高辅助电源的电源效率。

当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是现有技术的POE供电电路的示意图；

图2是本申请实施例提供的第一种电路示意图；

图3是本申请实施例提供的第二种电路示意图；

图4是本申请实施例提供的仿真结果示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图2所示示意图，本申请实施例的辅助电源控制电路可以包括：检测电路10以及开关电路20。其中，所述检测电路一端与POE供电电路中的变压器T的副边相接，另一端与所述开关电路的第一端相接；所述开关电路的第二端与辅助电源的正极vaux(+)相接，所述开关电路的第三端与所述POE供电电路的输出端V_out相接，即，开关电路串接在辅助电源的正极与POE供电电路的输出端之间。所述检测电路，用于检测所述POE供电电路中的POE电源的供电状态，并根据所述供电状态，通过所述开关电路对所述辅助电源进行供电控制。

也就是说，本申请实施例可以在变压器T的副边与二极管D₀的阳极之间确定一个接入点N₃，在N₃处接入辅助电源控制电路，通过检测POE电源的工作状态的方式，确定是否切换到辅助电源进行供电。具体地，检测电路确定 POE电源的供电状态正常时，可以通过开关电路切断辅助电源的供电通路，由POE电源向PD进行供电；检测电路确定POE电源的供电状态异常时(例如，POE电源上电初始化、POE电源接入的市电供电异常等原因，均可导致 POE电源供电异常)，可以通过开关电路接通辅助电源的供电通路，由辅助电源向PD进行供电。

相较于现有技术在N₁、N₂处设置接入点，并通过检测辅助电源输出电压的方式进行切换控制的方案，本申请实施例可以检测POE供电电路的输出电压，确定是否进行供电通路切换，不再依赖POE控制芯片，也就是说，不论 POE控制芯片的触发电压是多少伏，均可在确定POE电源供电异常时，准确控制辅助电源进行供电，有助于提高检测切换过程的普适性。此外，将辅助电源的接入点设置在变压器副边，还可避免变压器对辅助电源输出电压的损耗，提高辅助电源的电源效率。

优选地，还可以在检测电路与开关电路之间串接分压电路30，通过分压电路灵活调整输出至开关电路的电压值。这样，不论POE供电电路的输出电压是多少伏，均可通过分压电路动态调整输出至开关电路的电压值，确保开关电路可以正常控制辅助电源供电通路的开关状态。

下面结合图3所示示意图，对本申请实施例各部分电路的具体实现方式进行举例说明。

1.检测电路

以POE输出12V电压为例，220V市电经POE控制芯片后可以适配为12V，这样，POE控制芯片的输出端便可控制NMOS管Q₁进行打开关断，使得变压器T的原边产生一个0V、12V的交流电，该交流电耦合到副边，最后经二极管D₀转换为直流电输出，对PD进行供电。

由上述POE供电电路的工作原理可知，在POE电源正常供电时，接入点 N₃处可检测到0V、12V的交流电，检测电路可以基于此进行切换控制。

本申请实施例中，检测电路可以有多种实现方式。例如，在一种方式下，检测电路可以为进行交直流转换的集成芯片，例如，凌特Linear公司的 LTC1966、LTC1968芯片等。上述示例中，在POE电源供电正常时，检测电路的输出电压为12V，可以控制开关电路切断辅助电源的供电通路；反之，如果POE电源供电异常，检测电路的输出电压为0V，则可控制开关电路接通辅助电源的供电通路。

或者，另一种方式下，可以通过分立元件搭建可进行交直流转换的检测电路，有助于降低检测电路的成本，特别是在需要大量布设PD的场景下，每个 PD对应一个辅助电源以及一个进行供电控制的辅助电源控制电路，该方案的成本节约效果尤为明显。例如，PD为线下店铺中的摄像头，通常一个店铺可能需要布设几十个甚至上百个摄像头，通过分立元件实现的检测电路，可显著降低线下店铺供电系统的成本。

具体地，检测电路可以包括：第一电容C₁、第二电容C₂、第一二极管D₁以及第二二极管D₂。其中，所述第一电容的一端与所述变压器副边相接，另一端与所述第一二极管的阴极以及所述第二二极管的阳极相接；所述第二电容的一端与所述第二二极管的阴极以及所述开关电路的第一端相接，另一端与所述辅助电源的负极相接；所述第一二极管的阳极与所述辅助电源的负极相接。

下面结合具体示例，对检测电路的具体工作过程进行解释说明。

通常，电容具有通交流阻直流、两端电压不能突变等特性。这样，POE 电源供电正常时(即，N₃处为0V、12V的交流电)，如果N₃处输出12V电压，则第一电容C₁左侧(即，P₁点)的电位为12V，第一电容C₁右侧(即，P₂点) 的电位为0V，即，第一电容C₁上的电压是12V；如果N₃处输出0V电压，则P₁点电位为0V，P₂点电位为-12V。如此，便可始终保持第一电容C₁上的电压为12V，不会出现电压跳变。

具体地，P₁点电位为0V，P₂点电位为-12V时，第一二极管D₁以及第二第二二极管D₂可以导通，会有12V的电压存储到第二电容C₂，给第二电容 C₂进行充电；P₁点电位为12V，P₂点电位为0V时，第一二极管D₁以及第二第二二极管D₂可以截止。这样，经过一定时间之后，第二电容C₂便会有一个稳定的12V供电，实现交流转直流。具体可参见图4所示仿真结果示意图，其中，1为检测电路的输入电压的仿真结果，2为检测电路的输出电压的仿真结果，3为辅助电源到V_out的输出电压的仿真结果。

优选地，检测电路还可以包括第一电阻R₁，所述第一电阻与所述第二电容并联连接，即，所述第一电阻的一端与所述第二二极管的阴极相接，另一端与所述辅助电源的负极相接。POE供电正常时，N₃点的交流电可以保证第二电容C₂上有稳定的12V电压，为了避免POE供电异常时，第二电容C₂上的电压导致PMOS管继续截止，进而影响对辅助电源的供电控制，可以通过第一电阻R₁对第二电容C₂进行快速放电。

优选地，为了改善交流电的上升时间，检测电路还可以包括第二电阻R₂，所述第二电阻串接在所述第一电容与所述变压器副边之间，通过第二电阻实现充放电延时。

2.开关电路

本申请实施例中，开关电路可以有多种实现方式。例如，在一种方式下，开关电路可以包括PMOS管Q₂。其中，所述PMOS管的栅极作为所述开关电路的第一端与所述检测电路的输出端相接，所述PMOS管的源极作为所述开关电路的第二端与所述辅助电源的正极相接，所述PMOS管的漏极作为所述开关电路的第三端与所述POE供电电路的输出端相接。

也就是说，如果检测电路输出12V电压到PMOS管的栅极，PMOS管截止，便可切断辅助电源的供电通路；反之，如果POE电源供电异常，N₃处始终输出0V电压，检测电路则可输出0V电压到PMOS管的栅极，PMOS管导通，便可接通辅助电源的供电通路，由辅助电源向PD进行供电。

或者，在另一种方式下，开关电路可以包括NMOS管以及反相器。其中，所述反相器的输入端作为所述开关电路的第一端与所述检测电路的输出端相接，所述反相器的输出端与所述NMOS管的栅极相接，所述NMOS管的源极作为所述开关电路的第二端与所述辅助电源的正极相接，所述NMOS管的漏极作为所述开关电路的第三端与所述POE供电电路的输出端相接。即，通过反相器对检测电路的输出进行信号翻转，再控制NMOS管的导通截止状态，实现对辅助电源供电通路的控制。

优选地，辅助电源控制电路还可以包括第三二极管D₃，所述第三二极管 D₃的阳极与所述开关电路的第三端相接，所述第三二极管D₃的阴极与所述 POE供电电路的输出端相接。

一方面，通过辅助电源对PD进行供电时，第三二极管D₃可以确保辅助电源单向向PD方向供电。另一方面，考虑到MOS管通常都有寄生二极管(D₄即为PMOS管Q₂中的寄生二极管)，如果不设置第三二极管D₃，则在POE电源供电正常时，输出端V_out上的电压可以通过寄生二极管D₄传到辅助电源的正极vaux(+)，如果vaux(+)没有接电源(即0V)，可能会出现短路问题。

3.分压电路

本申请实施例中，分压电路可以包括第三电阻R₃以及第四电阻R₄，用于对第二电容C₂上的电压做分压处理。其中，所述第三电阻的一端与所述检测电路的输出端相接，另一端与所述开关电路的第一端以及所述第四电阻的一端相接，所述第四电阻的另一端与所述辅助电源的负极相接。

作为一种示例，第三电阻以及第四电阻为可变电阻，可以通过调整第三电阻、第四电阻阻值的方式，改变输出至开关电路第一端的电压值，灵活实现辅助电源与POE电源之间的适配。

以开关电路包括PMOS管为例，如果辅助电源的输出电压为5V，POE电源的输出电压为12V，则在POE电源正常供电时，第二电容C₂处会有稳定的 12V电压，PMOS管栅极为高电平，处于截止状态，可以切断辅助电源的供电通路。如果POE电源异常供电，可以通过R₃、R₄对C₂上的电压做分压，确保最终输出至栅极的电压小于5V，这样，栅极与源极之间的电压差小于一定数值时，PMOS管便可导通，接通辅助电源的供电通路。

如果POE电源的输出电压为48V，若要接通辅助电源的供电通路，则可调整R₃、R₄的阻值，使其至少分掉48-5＝43V电压；如果辅助电源的输出电压为10V，若要接通辅助电源的供电通路，则可调整R₃、R₄的阻值，使其至少分掉12-10＝2V电压。即，只要确保栅源电压差小于一定数值，PMOS管便可导通，如此，便可实现辅助电源与POE电源之间的适配。

优选地，分压电路还可以包括第三电容C₃，用于进行滤波处理，确保电压信号的稳定性。其中，所述第三电容与所述第四电阻并联连接，即，第三电容C₃一端与开关电路的第一端相接，另一端与辅助电源的负极相接。

此外，本申请实施例还提供一种辅助供电电路，可以包括：辅助电源以及上文实施例中的辅助电源控制电路。其中，辅助电源接入到POE供电电路中的变压器副边侧。

以及提供一种POE供电电路，可以包括：POE电源以及上文实施例中的辅助电源控制电路。

以及提供一种供电电路系统，可以包括：POE供电电路、辅助供电电路以及上文实施例中的辅助电源控制电路。

以上对本申请所提供的辅助电源控制电路、及应用该控制电路的辅助供电电路、POE供电电路、供电电路系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方案及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims

1.一种辅助电源控制电路，其特征在于，包括：

检测电路以及开关电路；

2.根据权利要求1所述的辅助电源控制电路，其特征在于，

所述检测电路包括：第一电容、第二电容、第一二极管以及第二二极管；

所述第一电容的一端与所述变压器副边相接，另一端与所述第一二极管的阴极以及所述第二二极管的阳极相接；

所述第二电容的一端与所述第二二极管的阴极以及所述开关电路的第一端相接，另一端与所述辅助电源的负极相接；

所述第一二极管的阳极与所述辅助电源的负极相接。

3.根据权利要求2所述的辅助电源控制电路，其特征在于，

所述检测电路还包括第一电阻，

所述第一电阻与所述第二电容并联连接。

4.根据权利要求2所述的辅助电源控制电路，其特征在于，

所述检测电路还包括第二电阻，

所述第二电阻串接在所述第一电容与所述变压器副边之间。

5.根据权利要求1所述的辅助电源控制电路，其特征在于，

所述开关电路包括PMOS管，

所述PMOS管的栅极作为所述开关电路的第一端与所述检测电路的输出端相接，所述PMOS管的源极作为所述开关电路的第二端与所述辅助电源的正极相接，所述PMOS管的漏极作为所述开关电路的第三端与所述POE供电电路的输出端相接。

6.根据权利要求1所述的辅助电源控制电路，其特征在于，

所述开关电路包括NMOS管以及反相器，

所述反相器的输入端作为所述开关电路的第一端与所述检测电路的输出端相接，所述反相器的输出端与所述NMOS管的栅极相接，所述NMOS管的源极作为所述开关电路的第二端与所述辅助电源的正极相接，所述NMOS管的漏极作为所述开关电路的第三端与所述POE供电电路的输出端相接。

7.根据权利要求5或6所述的辅助电源控制电路，其特征在于，

所述辅助电源控制电路还包括第三二极管，

所述第三二极管的阳极与所述开关电路的第三端相接，所述第三二极管的阴极与所述POE供电电路的输出端相接。

8.根据权利要求1所述的辅助电源控制电路，其特征在于，

所述辅助电源控制电路还包括分压电路，

所述分压电路的一端串接在所述检测电路与所述开关电路之间。

9.根据权利要求8所述的辅助电源控制电路，其特征在于，

所述分压电路包括第三电阻以及第四电阻，

所述第三电阻的一端与所述检测电路的输出端相接，另一端与所述开关电路的第一端以及所述第四电阻的一端相接，所述第四电阻的另一端与所述辅助电源的负极相接。

10.根据权利要求9所述的辅助电源控制电路，其特征在于，

所述第三电阻与所述第四电阻为可变电阻。

11.根据权利要求9所述的辅助电源控制电路，其特征在于，

所述分压电路还包括第三电容，

所述第三电容与所述第四电阻并联连接。

12.一种辅助供电电路，其特征在于，包括：

辅助电源以及权利要求1至11中任一项所述的辅助电源控制电路，

所述辅助电源接入到POE供电电路中的变压器副边侧。

13.一种POE供电电路，其特征在于，包括：

POE电源以及权利要求1至11中任一项所述的辅助电源控制电路。

14.一种供电电路系统，其特征在于，包括：

POE供电电路、辅助供电电路以及权利要求1至11中任一项所述的辅助电源控制电路。