CN214479617U - 一种用于防爆红外摄像仪多电源供电系统 - Google Patents
一种用于防爆红外摄像仪多电源供电系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及红外摄像仪技术领域，尤其涉及一种用于防爆红外摄像仪多电源供电系统，包括电源模块、电路模块、网络隔离变压器和连接器，其中，电源模块包括AC80～265V电源、AC/DC24V电源和RJ45(PoE++)电源，电路模块包括AC‑DC转换电路、防护电路、PD接口电路、DC18～72V‑DC12V转换电路、DC12V‑DC24V转换电路和多个二极管，系统由电源模块、电路模块、网络隔离变压器和连接器电性连接组成。实现了多电源备份供电、实现了连接器输出DC12V和DC24V双电源供电以及网络数据连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及红外摄像仪技术领域，尤其涉及一种用于防爆红外摄像仪多电源供电系统。
背景技术
随着信息技术的飞速发展和智能电网建设的深入推进，现代工业、建筑、通讯、金融、医疗及消防等领域对供电电源系统的连续性、多样性提出了越来越高的要求。为保证供电的连续性，避免因电力系统故障而造成停机，很多领域将会采用多电源备份供电方式。输入电源主要包括美国、日本AC110V电压，中国、俄罗斯AC220V电压、AC/DC24V以及(PoE++)直流48V，另外，越来越多的监控设备需要使用不同输出电压电源保障设备运转，例如多型号的防爆红外摄像仪就需要使用DC12V、DC24V直流电源及网络数据。现有的电源供电系统无法满足多电源应用，所以需要设计一种多电源供电系统，以适应监控设备的多电源需求。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型在防爆红外摄像仪多电源供电系统设计中实现AC80～265V电源、AC/DC24V电源和RJ45(PoE++)电源三种电源备份供电、实现连接器输出DC12V和DC24V双电源以及网络数据连接。
具体技术方案如下：
一种用于防爆红外摄像仪多电源供电系统，包括电源模块、电路模块、网络隔离变压器和连接器；电源模块包括AC80～265V电源、AC/DC24V电源和RJ45(PoE++)电源；电路模块包括AC-DC转换电路、防护电路、PD接口电路、DC18～72V-DC12V转换电路、DC12V-DC24V转换电路和多个二极管。
AC80～265V电源的L端、N端和PE端与AC-DC转换电路输入端电性连接，AC-DC转换电路正极输出端与二极管D1正极连接，二极管D1负极与DC18～72V-DC12V转换电路输入端电性连接，DC18～72V-DC12V转换电路正极输出端与二极管D4正极以及DC12V-DC24V转换电路输入端电性连接，二极管D4负极与连接器的DC12V输出端口连接，DC12V-DC24V转换电路正极输出端连接二极管D5正极，二极管D5负极与连接器的DC24V输出端口连接。
AC/DC24V电源L端/正极和N端/负极与防护电路输入端电性连接，防护电路正极输出端与二极管D2正极连接，二极管D2负极连接PD接口电路输入端，PD接口电路输出端正极与二极管D3正极连接，二极管D3负极与DC18～72V-DC12V转换电路输入端电性连接，DC18～72V-DC12V转换电路正极输出端与二极管D4正极以及DC12V-DC24V转换电路输入端电性连接，二极管D4负极与连接器的DC12V输出端连接，DC12V-DC24V转换电路正极输出端连接二极管D5正极，二极管D5负极与连接器的DC24V输出端口连接。
RJ45(PoE++)电源与网络隔离变压器输入端电性连接，网络隔离变压器的网络输出端与连接器的RJ45输出端口连接，网络隔离变压器的电压输出端正极和负极与PD接口电路输入端电性连接，PD接口电路输出端正极与二极管D3正极连接，二极管D3负极与DC18～72V-DC12V转换电路输入端电性连接，DC18～72V-DC12V转换电路正极输出端与二极管D4正极以及DC12V-DC24V转换电路输入端电性连接，二极管D4负极与连接器的DC12V输出端口连接，DC12V-DC24V转换电路正极输出端连接二极管D5正极，二极管D5负极与连接器的DC24V输出端口连接。
进一步的，AC-DC转换电路的输出端正极电压为DC48V，其中，AC-DC转换电路作用是将80～265V交流电压降压到48V的直流电，80～265V交流电压满足全球通用交流电网输入范围。
进一步的，防护电路的输出端正极电压为DC24V，其中，防护电路包括：整流桥电路、浪涌电路和静电防护电路，整流桥电路的作用是将AC24V变为DC24V；浪涌电路作用是为了防止电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电压，浪涌电路能在极短的时间内导通分流，避免浪涌对回路中其他电路损害；静电防护电路作用对电路元器件保护，由于防护电路中多数元器件为静电敏感器件，所以需要静电防护电路。
进一步的，PD接口电路的输出端正极电压为DC48V，其中，PD接口电路包括：签名检测电路、功耗分级电路和PD集成芯片，签名检测电路作用为检测PD输入阻抗值和输入电容值，功耗分级电路作用是匹配PSE所需最大功率，PD集成芯片实现DC/DC转换功能，将输入端DC24V升压为DC48V。
进一步的，DC18～72V-DC12V转换电路输出端正极电压为DC12V，其中，DC18～72V-DC12V转换电路作用是将18～72V直流电压降压到12V直流电压。
进一步的，DC12V-DC24V转换电路输出端正极电压为DC24V，其中，DC12V-DC24V转换电路作用是将12V直流电压升压到24V直流电压。
进一步的，连接器包括DC24V输出端口、DC12V输出端口、RJ45输出端口和GND端。
进一步的，连接器RJ45输出端口可以有多个，输出端口个数范围为1-8。
进一步的，AC-DC转换电路的GND端、防护电路的GND端、PD接口电路的GND端、DC18～72V-DC12V转换电路的GND端、DC12V-DC24V转换电路的GND端与连接器的GND端连接。
进一步的，二极管D1负极与二极管D3负极连接。
进一步的，AC80～265V电源或AC/DC24V电源或RJ45(PoE++)电源中任意一种、二种或三种电源供电。
其中，一种电源供电为AC80～265V电源或AC/DC24V电源或RJ45(PoE++)电源单独供电。
二种电源供电为AC80～265V电源和AC/DC24V电源|；AC80～265V电源和RJ45(PoE++)电源；AC/DC24V电源RJ45(PoE++)电源分别供电。
三种电源供电为AC80～265V电源、AC/DC24V电源和RJ45(PoE++)电源一起供电。
从而实现AC80～265V电源、AC/DC24V电源、RJ45(PoE++)电源三种电源备份供电。
进一步的，
一种电源供电，RJ45(PoE++)电源，
两种电源供电，AC80～265V电源和RJ45(PoE++)电源；AC/DC24V电源RJ45(PoE++)电源，
三种电源供电，AC80～265V电源、AC/DC24V电源和RJ45(PoE++)电，
连接器RJ45输出端口提供网络数据连接。
进一步的，RJ45(PoE++)电源与网络隔离变压器之间通过网线连接；隔离变压器的网络输出端与连接器的RJ45输出端口通过网线连接，单网线布线可以减少布线，方便维护。
其中，网络隔离变压器的作用是将RJ45(PoE++)电源中DC48V电源和数据信号分离，同时还能增强数字信号，使其传输距离更远。
本实用新型的有益效果是：
1、满足全球通用交流电网输入范围要求，美国、日本AC110V电压，中国、俄罗斯AC220V电压、RJ45(PoE++)DC48V电压和AC/DC24V电压实现多电源备份使用。
2、输出DC24V和DC12V双电源，满足多型号防爆红外摄像仪对不同电压需求。
3、使用RJ45(PoE++)电源，实现电源数据单网线布线，单网线减少布线，方便维护。
附图说明
图1为本实用新型用于防爆红外摄像仪多电源供电系统的设计结构框图；
图中，
1、电源模块；1-1、AC80～265V电源；1-2、AC/DC24V电源；1-3、RJ45(PoE++)；
2、电路模块；2-1、AC-DC转换电路；2-2、防护电路；2-3、PD接口电路；2-4、DC18～72V-DC12V转换电路；2-5、DC12V-DC24V转换电路；
3、网络隔离变压器；
4、连接器。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的实施例作进一步的详细说明：
一种用于防爆红外摄像仪多电源供电系统，参考图1，包括电源模块1、电路模块2、网络隔离变压器3和连接器4，其中，电源模块包括AC80～265V电源1-1、AC/DC24V电源1-2和RJ45(PoE++)电源1-3，电路模块包括AC-DC转换电路2-1、防护电路2-2、PD接口电路2-3、DC18～72V-DC12V转换电路2-4、DC12V-DC24V转换电路2-5和多个二极管。
AC80～265V电源1-1的L端、N端和PE端与AC-DC转换电路2-1输入端电性连接，AC-DC转换电路2-1正极输出端与二极管D1正极连接，二极管D1负极与DC18～72V-DC12V转换电路2-4输入端电性连接，DC18～72V-DC12V转换电路2-4正极与二极管D4正极以及DC12V-DC24V转换电路2-5输入端连接，二极管D4负极与连接器4的DC12V输出端连接，DC12V-DC24V转换电路2-5正极输出端连接二极管D5正极，二极管D5负极与连接器4的DC24V输出端口连接。
AC/DC24V电源1-2的L端/正极和N端/负极与防护电路2-2输入端电性连接，防护电路2-2正极输出端与二极管D2正极连接，二极管D2负极连接PD接口电路2-3输入端，PD接口电路2-3输出端正极与二极管D3正极连接，二极管D3负极与DC18～72V-DC12V转换电路2-4输入端电性连接，DC18～72V-DC12V转换电路2-4正极与二极管D4正极以及DC12V-DC24V转换电路2-5输入端连接，二极管D4负极与连接器4的DC12V输出端连接，DC12V-DC24V转换电路2-5正极输出端连接二极管D5正极，二极管D5负极与连接器4的DC24V输出端口连接。
RJ45(PoE++)电源1-3与网络隔离变压器3输入端电性连接，网络隔离变压器3的网络输出端与连接器4的RJ45输出端连接，网络隔离变压器3的电压输出端正极和负极与PD接口电路2-3输入端电性连接，PD接口电路2-3输出端正极与二极管D3正极连接，二极管D3负极与DC18～72V-DC12V转换电路2-4输入端电性连接，DC18～72V-DC12V转换电路2-4正极与二极管D4正极以及DC12V-DC24V转换电路2-5输入端连接，二极管D4负极与连接器4的DC12V输出端连接，DC12V-DC24V转换电路2-5正极输出端连接二极管D5正极，二极管D5负极与连接器4的DC24V输出端口连接。
AC-DC转换电路2-1的输出端正极电压为DC48V，其中，AC-DC转换电路2-1作用是将80～265V交流电压降压到48V的直流电，80～265V交流电压满足全球通用交流电网输入范围。
防护电路2-2的输出端正极电压为DC24V，其中，防护电路2-2包括：整流桥电路、浪涌电路和静电防护电路，整流桥电路的作用是将AC24V变为DC24V；浪涌电路作用是为了防止电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电压，浪涌电路能在极短的时间内导通分流，避免浪涌对回路中其他电路损害；静电防护电路作用对电路元器件保护，由于防护电路中多数元器件为静电敏感器件，所以需要静电防护电路。
PD接口电路2-3的输出端正极电压为DC48V，其中，PD接口电路2-3包括：签名检测电路、功耗分级电路和PD集成芯片，签名检测电路作用为检测PD输入阻抗值和输入电容值，功耗分级电路作用是匹配PSE所需最大功率，PD集成芯片实现DC/DC转换功能，即将DC24V升压到DC48V。
DC18～72V-DC12V转换电路2-4输出端正极电压为DC12V，其中，DC18～72V-DC12V转换电路2-4作用是将18～72V直流电压降压到12V直流电压。
DC12V-DC24V转换电路2-5输出端正极电压为DC24V，其中，DC12V-DC24V转换电路2-5作用是将12V直流电压升压到24V直流电压。
连接器4包括DC24V输出端口、DC12V输出端口、RJ45输出端口和GND端。
连接器4的RJ45输出端口可以有多个，输出端口个数范围为1-8。
AC-DC转换电路2-1的GND端、防护电路2-2的GND端、PD接口电路2-3的GND端、DC18～72V-DC12V转换电路的2-4GND端、DC12V-DC24V转换电路的GND端2-5与连接器4的GND端连接。
二极管D1负极与二极管D3负极连接。
RJ45(PoE++)电源1-3与网络隔离变压器3之间通过网线连接；隔离变压器3的网络输出端与连接器4的RJ45输出端口通过网线连接，单网线布线可以减少布线，方便维护。
其中，网络隔离变压器3的作用是将RJ45(PoE++)电源1-3中DC48V电源和数据信号分离，同时还能增强数字信号，使其传输距离更远。
AC80～265V电源1-1或AC/DC24V电源1-2或RJ45(PoE++)电源1-3中任意一种、二种或三种电源供电。
其中，一种供电为AC80～265V电源1-1或AC/DC24V电源1-2或RJ45(PoE++)电源1-3单独供电。
二种供电为AC80～265V电源1-1和AC/DC24V电源1-2|；AC80～265V电源1-1和RJ45(PoE++)电源1-3；AC/DC24V电源1-1和RJ45(PoE++)电源1-3分别供电。
三种供电为AC80～265V电源1-1、所述AC/DC24V电源1-2和所述RJ45(PoE++)电源1-3一起供电。
下面以AC80～265V电源1-1和RJ45(PoE++)电源1-3组合供电为例说明输入电源备份供电实现过程：
当输入电源为AC80～265V电源1-1经过AC-DC转换电路2-1、DC24V-12V转换电路2-4、二极管D1和二极管D2，二极管D1的负极电压为DC24V、二极管D2的负极电压为DC12V；当输入电源为RJ45(PoE++)电源1-3经过PD接口电路2-3、二极管D4、DC18～72V-DC12V转换电路2-5、二极管D5、二极管D6、DC12V-DC24V转换电路2-6后，二极管D5的负极电压为DC12V、二极管D6的负极电压为DC24V；二极管D1和二极管D6一起为连接器4提供DC24V，二极管D2和二极管D5一起为连接器4提供DC12V。
当输入电源为AC80～265V电源1-1断开时，二极管D1的负极电压为0，二极管D2的负极电压为0，而二极管D5的负极电压为DC12V，二极管D6的负极电压为DC24V，继续为连接器4输出DC12V和DC24V，从而实现输入电源为AC80～265V电源1-1时和输入电源为RJ45(PoE++)电源1-3的备份使用。
当输入电源包含RJ45(PoE++)电源时，通过网络隔离变压器网络输出端与连接器的RJ45输出端口连接，提供网络数据，当输入电源不包含RJ45(PoE++)电源时，连接器的RJ45输出端口无法提供网络数据。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范。
Claims (7)
1.一种用于防爆红外摄像仪多电源供电系统，其特征在于，包括电源模块(1)、电路模块(2)、网络隔离变压器(3)和连接器(4)，其中，所述电源模块包括AC80～265V电源(1-1)、AC/DC24V电源(1-2)和RJ45(PoE++)电源(1-3)，所述电路模块包括AC-DC转换电路(2-1)、防护电路(2-2)、PD接口电路(2-3)、DC18～72V-DC12V转换电路(2-4)、DC12V-DC24V转换电路(2-5)和多个二极管；
所述AC80～265V电源(1-1)的L端、N端和PE端与所述AC-DC转换电路(2-1)输入端电性连接，所述AC-DC转换电路(2-1)正极输出端与所述二极管D1正极连接，所述二极管D1负极与所述DC18～72V-DC12V转换电路(2-4)输入端电性连接，所述DC18～72V-DC12V转换电路(2-4)正极输出端与所述二极管D4正极以及所述DC12V-DC24V转换电路(2-5)输入端电性连接，所述二极管D4负极与所述连接器(4)的DC12V输出端口连接，所述DC12V-DC24V转换电路(2-5)正极输出端连接所述二极管D5正极，所述二极管D5负极与所述连接器(4)的DC24V输出端口连接；
所述AC/DC24V电源(1-2)L端/正极和N端/负极与所述防护电路(2-2)输入端电性连接，所述防护电路(2-2)正极输出端与所述二极管D2正极连接，所述二极管D2负极连接所述PD接口电路(2-3)输入端，所述PD接口电路(2-3)输出端正极与所述二极管D3正极连接，所述二极管D3负极与所述DC18～72V-DC12V转换电路(2-4)输入端电性连接，所述DC18～72V-DC12V转换电路(2-4)正极输出端与所述二极管D4正极以及所述DC12V-DC24V转换电路(2-5)输入端电性连接，所述二极管D4负极连接所述连接器(4)的DC12V输出端口，所述DC12V-DC24V转换电路(2-5)正极输出端连接所述二极管D5正极，所述二极管D5负极连接所述连接器(4)的DC24V输出端口；
所述RJ45(PoE++)电源(1-3)与所述网络隔离变压器(3)输入端电性连接，所述网络隔离变压器(3)的网络输出端与所述连接器(4)的RJ45输出端口连接，所述网络隔离变压器(3)的电压输出端正极和负极与所述PD接口电路(2-3)输入端电性连接，所述PD接口电路(2-3)输出端正极与所述二极管D3正极连接，所述二极管D3负极与所述DC18～72V-DC12V转换电路(2-4)输入端电性连接，所述DC18～72V-DC12V转换电路(2-4)正极输出端与所述二极管D4正极以及所述DC12V-DC24V转换电路(2-5)输入端电性连接，所述二极管D4负极连接所述连接器(4)的DC12V输出端口，所述DC12V-DC24V转换电路(2-5)正极输出端连接所述二极管D5正极，所述二极管D5负极连接所述连接器(4)的DC24V输出端口。
2.根据权利要求1所述的用于防爆红外摄像仪多电源供电系统，其特征在于：所述AC-DC转换电路(2-1)的输出端正极电压为DC48V，所述防护电路(2-2)的输出端正极电压为DC24V，所述PD接口电路(2-3)的输出端正极电压为DC48V，所述DC18～72V-DC12V转换电路(2-4)输出端正极电压为DC12V，所述DC12V-DC24V转换电路(2-5)输出端正极电压为DC24V。
3.根据权利要求1所述的用于防爆红外摄像仪多电源供电系统，其特征在于：所述连接器(4)RJ45输出端口有多个，所述连接器(4)RJ45输出端口个数范围为1-8。
4.根据权利要求1所述的用于防爆红外摄像仪多电源供电系统，其特征在于：所述AC-DC转换电路(2-1)GND端、所述防护电路(2-2)GND端、所述PD接口电路(2-3)GND端、所述DC18～72V-DC12V转换电路(2-4)GND端、所述DC12V～24V转换电路(2-5)GND端与所述连接器(4)的GND端连接。
5.根据权利要求1所述的用于防爆红外摄像仪多电源供电系统，其特征在于：所述二极管D1负极与所述二极管D3负极连接。
6.根据权利要求1所述的用于防爆红外摄像仪多电源供电系统，其特征在于：所述AC80～265V电源(1-1)或所述AC/DC24V电源(1-2)或所述RJ45(PoE++)电源(1-3)中任意一种、二种或三种电源供电。
7.根据权利要求1所述的用于防爆红外摄像仪多电源供电系统，其特征在于：所述RJ45(PoE++)电源(1-3)与所述网络隔离变压器(3)之间通过网线连接；
所述网络隔离变压器(3)的网络输出端与所述连接器(4)的RJ45输出端口通过网线连接。
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