CN217956960U

CN217956960U - 电源控制电路及装置

Info

Publication number: CN217956960U
Application number: CN202221988198.5U
Authority: CN
Inventors: 葛毓聪; 张元玮; 黄坎; 陈俊
Original assignee: Chongqing Unisinsight Technology Co Ltd
Current assignee: Chongqing Unisinsight Technology Co Ltd
Priority date: 2022-07-29
Filing date: 2022-07-29
Publication date: 2022-12-02
Anticipated expiration: 2032-07-29

Abstract

本申请提供一种电源控制电路及装置，包括第一电源模块与第二电源模块的输出端分别连接电源隔离模块的输入端，所述电源隔离模块的输出端为受电装置提供电源；所述第一电源模块设有假负载，通过切换所述假负载在连通状态或断开状态，来确定所述第一电源模块是否利用所述假负载对所述受电装置供电；控制模块，根据所述第一电源模块与所述第二电源模块的上电状况控制所述假负载进行切换；若检测到所述第一电源模块处于上电状态，切断所述假负载直接对所述受电装置供电，以降低所述第一电源模块的功率消耗，通过控制假负载的在位情况，智能识别第一、二电源模块的上电情况，达到节约第一电源模块功耗，满足了电源备份与节约第一电源模块功耗的需求。

Description

电源控制电路及装置

技术领域

本申请涉及电路控制领域，特别是涉及一种电源控制电路及装置。

背景技术

目前，IPC设备(IP CAMERA，网络摄像机)采用POE(Power Over Ethernet，有源以太网)电源模块(即，第一电源模块)与DC电源模块(即，第二电源模块)12V供电，其中，IPC设备上电初期可能会出现开启电流过小问题，需要通过增加假负载的方式从PSE(PowerSourcing Equipment，POE供电设备)拉取电流，进而防止PSE给PD(Power Device，电源设备)设备下电，同时，在与DC直流电源保持热备份组网需求下，必须增加假负载保持PD设备在线。

在相关技术中，根据POE协议需要满足最小10mA的电流要求，折算功率最高可达0.57W，占AF协议12.95W的4.4％。当DC电源进入IPC设备后，肯定会影响POE的拉流，进而发生IPC设备浪费电源能耗的现象，因此，亟需一种可根据供电电源的上电状况自动连接或断开假负载，进而降低假负载所引起的IPC设备功耗。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供一种电源控制电路及装置，用于解决现有IPC设备中电源控制电路无法根据供电电源的上电状况自动连接或断开假负载，造成整机功耗较高的问题。

在第一方面，本申请实施例提供了一种电源控制电路，包括：

第一电源模块与第二电源模块的输出端分别连接电源隔离模块的输入端，所述电源隔离模块的输出端为受电装置提供电源；

所述第一电源模块设有假负载，通过切换所述假负载在连通状态或断开状态，来确定所述第一电源模块是否利用所述假负载对所述受电装置供电；

控制模块，两个输入端对应连接所述第一电源模块的输出端、所述第二电源模块的输出端，根据所述第一电源模块与所述第二电源模块的上电状况控制所述假负载进行切换；若检测到所述第一电源模块处于上电状态，切断所述假负载直接对所述受电装置供电，以降低所述第一电源模块的功率消耗。

于本申请的一实施例中，所述控制模块包括检测所述第二电源模块上电状况的第一控制模块与检测所述第一电源模块上电状况的第二控制模块；其中，所述第一电源模块为POE 电源模块，所述第二电源模块为直流电源模块。

于本申请的一实施例中，所述第一控制模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第一开关管；所述第二电源模块的输出端接入第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接第二电阻的第一端和第三电阻的第一端，所述第二电阻的第二端接地，所述第三电阻的第二端分别连接第一电容的第一端和第一开关管的栅极，所述第一电容的第二端接地，所述第一开关管的源极接地。

于本申请的一实施例中，所述第二控制模块包括第五电阻、第六电阻、第二电容与第二开关管，所述第一电源模块的输出端接入第五电阻的第一端和第六电阻的第一端，所述第五电阻的第二端连接地，所述第六电阻的第二端分别连接第二开关管的栅极和第二电容的第一端，第二电容的第二端接地，第二开关管的漏极接地。

于本申请的一实施例中，所述第一开关管为NMOS管或光电耦合器。

于本申请的一实施例中，所述第一开关管为光电耦合器，所述光电耦合器包括光耦发光源与光耦受光器，所述光耦发光源的阳极分别连接第一电容的第一端与第三电阻的第二端，所述光耦发光源的阴极接地，所述光耦发光源的源极接地，所述光耦受光器的漏极连接第二控制模块。

于本申请的一实施例中，还包括：第四电阻，所述第一开关管的漏极通过第四电阻连接所述第一开关管的栅极。

于本申请的一实施例中，还包括：第二开关管的源极连接所述假负载的第一端，所述假负载的第二端连接第一电源模块。

于本申请的一实施例中，所述第二开关管为PMOS管。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电源控制装置，包括如第一方面描述的电源控制电路。

本申请实施例中，通过解决第一电源模块供电时假负载引入的功耗浪费，本申请不需要额外IC芯片(Integrated Circuit Chip，微型电子器件)电路与软件来做切换，仅通过两个 MOS管的开关来控制假负载在位情况，智能识别直流稳压电源和第一电源模块上电情况，达到节约第一电源模块功耗，满足了电源备份与节约第一电源模块功耗的需求。

附图说明

图1显示为本申请实施例提供的一种电源控制电路原理结构框图；

图2显示为本申请实施例提供的一种电源控制电路的一电路图；

图3显示为本申请实施例提供的一种电源控制电路的另一电路图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，遂图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

在介绍本申请实施例之前，首先对本申请实施例涉及的专业名词进行解释。

第一电源模块，是指现有的以太网CAT-5布线基础架构，在不用做任何改动的情况下，借助一根常规以太网线缆在传输数据的同时供应电力，从而保证该线缆在为以太网终端设备如IP电话机、无线局域网接入点AP、安全网络摄像机以及其他一些基于IP的终端传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电能力的集成电源模块。

DC模块，是指直接贴装在印刷电路板上的电源供应器，有降压和升压两种，其特点是可为专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、微处理器、存储器、现场可编程门阵列( FPGA)及其他数字或模拟负载提供供电。

MOS，是MOSFET的缩写。MOSFET金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管，一般是金属(metal)—氧化物(oxide)—半导体(semiconductor)场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。G：gate栅极；S：source源极；D：drain漏极，场效应管分为PMOS管(P沟道型)和NMOS(N沟道型)管，属于绝缘栅场效应管。

电源隔离模块，又称隔离模块，隔离器，工业现场信号干扰，转换的一种产品，他的适用范围特别的广，最常用的是环保及自动化行业。

假负载，是替代终端在某一电路(如放大器)或电器输出端口，接收电功率的元器件、部件或装置。对假负载最基本的要求是和所能承受的功率阻抗匹配，通常在调试或检测机器性能时临时使用的非正式的负载。假负载可以分为电阻负载，电感负载，容性负载等。

请参阅图1，为本申请实施例提供的一种电源控制电路原理结构框图，包括：

第一电源模块2与第二电源模块1的输出端分别连接电源隔离模块的输入端，所述电源隔离模块3的输出端为受电装置提供电源6；

所述第一电源模块2设有假负载4，通过切换所述假负载在连通状态或断开状态，来确定所述第一电源模块是否利用所述假负载对所述受电装置供电；

其中，所述第一电源模块2为POE电源模块，所述第二电源模块1为直流电源模块(即，本申请中DC电源模块)；第一电源模块2与第二电源模块1的输出端分别连接电源隔离模块3的输入端，所述电源隔离模块3的输出端为受电装置6提供电源；其中，所述第一电源模块2带有假负载4，所述第一电源模块2与所述电源隔离模块3之间连接有假负载4，所述第一电源模块2可通过假负载4进行供电，也可直接进行供电。

还需要说明的是，当第一电源模块上电成功，且没有DC电源模块上电需要保持热备份时，可断开假负载降低功率消耗。所述第一电源模块带有假负载，电源隔离模块将POE电源与DC电源模块隔离开，以达到同时在位电源备份目的。

在本实施例中，通过解决第一电源模块供电时假负载引入的功耗浪费，本申请不需要额外IC芯片(Integrated Circuit Chip，微型电子器件)电路与软件来做切换，仅通过两个MOS 管的开关来控制假负载在位情况，智能识别直流稳压电源和第一电源模块上电情况，达到节约第一电源模块功耗，满足了电源备份与节约第一电源模块功耗的需求。

在一些实施例中，所述控制模块包括检测所述第二电源模块上电状况的第一控制模块与检测所述第一电源模块上电状况的第二控制模块，两者通过电阻相连，又例如，第四电阻，所述第一开关管Q1的漏极通过第四电阻连接所述第二开关管Q2的栅极，其中，OE电源模块的供电电源流入到第二控制模块实现第二开关管Q2的开关控制。

在另一些实施例中，所述第一控制模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1和第一开关管Q1；所述第二电源模块的输出端接入第一电阻R1的第一端，所述第一电阻R1的第二端连接第二电阻R2的第一端和第三电阻R3的第一端，所述第二电阻R2的第二端接地，所述第三电阻R3的第二端分别连接第一电容C1的第一端和第一开关管Q1的栅极，所述第一电容C1的第二端接地，所述第一开关管Q1的源极接地。

在另一些实施例中，所述第二控制模块包括第五电阻R5、第六电阻R6、第二电容C2与第二开关管Q2，所述第一电源模块的输出端接入第五电阻R5的第一端和第六电阻R6的第一端，所述第五电阻R5的第二端连接地，所述第六电阻R6的第二端分别连接第二开关管 Q2的栅极和第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端接地，第二开关管Q2的漏极接地，其中，所述第二开关管Q2为PMOS管。

在另一些实施例中，所述第一开关管Q1为NMOS管或光电耦合器，详见图2与图3，图2中第一开关管Q1为NMOS管，图3中所述第一开关管Q1光电耦合器。

例如，所述第一开关管Q1为光电耦合器，所述光电耦合器包括光耦发光源与光耦受光器，所述光耦发光源的阳极分别连接第一电容C1的第一端与第三电阻的第二端，所述光耦发光源的阴极接地，所述光耦发光源的源极接地，所述光耦受光器的漏极连接第二控制模块。

第二开关管Q2的源极连接所述假负载的第一端，所述假负载的第二端连接第一电源模块。

在此，需要说明的是，图2与图3中POE模块为图1中的第一电源模块，DC模块即为第二电源模块，隔离模块即为隔离电源模块，系统即为受电装置，假负载R即为假负载。

详见图2，为本申请实施例提供的一种电源控制电路的一电路图，详述如下：

设计包括DC控制部分的第一控制模块S1，POE控制部分的第二控制模块S2，第一控制模块S1和第二控制模块S2通过R4相连接；

第一控制模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1和第一开关管 Q1；

DC电源接入第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端连接第二电阻R2的第一端和第三电阻R3的第一端，第二电阻R2第二端接地，第三电阻R3的第二端连接第一电容C1 的第一端和NMOS管(即，第一开关管)Q1的栅极，第一电容C1的第二端接地，NMOS 管Q1的源极接地，NMOS管Q1的漏极连接第四电阻R4的第一端；第四电阻R4的第二端连接PMOS管的Q2栅极。

第二控制模块包括第五电阻R5、第六电阻R6、第二电容C2，第二开关管Q2和假负载R 电阻；

POE电源VDD接入第五电阻R5的第一端和第六电阻R6的第一端，第五电阻R5的第二端连接地，第六电阻R6的第二端分别连接第一控制模块中第四电阻R4的第二端和PMOS 管Q2的栅极和第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端接地，PMOS管(即，第二开关管)Q2的漏极接地，PMOS管Q2的源极接假负载R电阻的第一端，假负载R电阻的第二端连接POE电源VDD。

在另一些实施例中，详见图3，为本申请实施例提供的一种电源控制电路的另一电路图，详述如下：

其中，DC电源接入第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端连接第二电阻R2的第一端和第三电阻R3的第一端，第二电阻R2第二端接地，第三电阻R3的第二端连接第一电容C1的第一端和第一光耦发光二极管(即，第一开关管)Q1的阳极，第一电容C1的第二端接地，第一光耦发光二极管Q1的阴极接GND地，第一光耦Q1的漏极连接第四电阻 R4的第一端；第一光耦Q1的源极也接地BGND，第四电阻R4的第二端连接PMOS管的Q2 栅极。

POE电源VDD接入第五电阻R5的第一端和第六电阻R6的第一端，第五电阻R5的第二端连接地，第六电阻R6的第二端分别连接第一控制模块中第四电阻R4的第二端和PMOS 管Q2的栅极和第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端接地BGNDS，PMOS管(即，第二开关管)Q2的漏极接地BGND，PMOS管Q2的源极接假负载R电阻的第一端，假负载 R电阻的第二端连接POE电源VDD。

通过上述方式，本申请能够智能识别DC模块(即，DC电源)和第一电源模块(即，POE电源)上电情况，通过不同MOS管的开关来控制假负载是否在位以达到节约第一电源模块功耗的效果，控制逻辑如下：①DC模块单独供电，不涉及节约第一电源模块功耗的效果；②第一电源模块单独上电时，由于MOS管Q2存在延时，在350ms内先导通后截止，使第一电源模块可以正常上电，在上电后移除假负载，达到节约第一电源模块功率消耗；③第一电源模块供电后，DC模块上电将导通MOS管Q1，MOS管Q1导通后控制MOS管Q2 导通，使系统不重启的情快下保持第一电源模块备份状态；当DC供电时MOS管Q1导通，当上电第一电源模块时，MOS管Q2导通，使第一电源模块也能保持上电做电源备份；当第一电源模块与DC模块同时在位时移除DC模块，MOS管Q1截止后MOS管Q2也进入截止状态移除假负载，节约第一电源模块的功率消耗。

工作原理：

以下表1为节约POE功耗与DC电源备份电路设计的工作逻辑；

表1

其中，需要说明的是，1)在仅有DC模块供电的状况下，MOS管Q1处于导通状态， MOS管Q2处于截止状态，假负载不在位；2)在仅有第一电源模块供电的状况下，MOS管 Q1处于截止状态，MOS管Q2从导通变为截止状态，假负载由在位变为不在位；3)在DC 模块与第一电源模块同时供电的状况下，MOS管Q1处于导通状态，MOS管Q2处于导通状态，假负载在位；4)在DC模块先供电，第一电源模块后上电，两次上电MOS管Q1都处于导通状态，MOS管Q2由截止变为导通状态，假负载由不在位变为在位；5)在第一电源模块先供电，然后，DC模块上电，MOS管Q1由截止状态变为导通状态，MOS管Q2由截止变为导通状态，假负载由不在位变为在位；6)在DC模块与第一电源模块同时供电的状况下，然后，当第一电源模块下电时，MOS管Q1仍然处于导通状态，MOS管Q2由导通变为截止状态，而假负载由在位变为不在位；7)在DC模块与第一电源模块同时供电的状况下，然后，当DC模块下电时，MOS管Q1处于导通状态变为截止状态，MOS管Q2由导通变为截止状态，而假负载由在位变为不在位。

在本实施例中，室外型IPC设备均可以使用该方案为电源控制电路，避免了根据假负载无法自动断开电源，造成整机功耗较高的问题。

在本申请的另一些实施例中，还提供了一种电源控制装置，包括上述的电源控制电路，在此不再赘述。

本申请通过解决第一电源模块供电时假负载引入的功耗浪费，本申请不需要额外IC芯片(Integrated Circuit Chip，微型电子器件)电路与软件来做切换，仅通过两个MOS管的开关来控制假负载在位情况，智能识别直流稳压电源和第一电源模块上电情况，达到节约第一电源模块功耗，满足了电源备份与节约第一电源模块功耗的需求。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种电源控制电路，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电源控制电路，其特征在于，所述控制模块包括检测所述第二电源模块上电状况的第一控制模块与检测所述第一电源模块上电状况的第二控制模块，其中，所述第一电源模块为POE电源模块，所述第二电源模块为直流电源模块。

3.根据权利要求2所述的电源控制电路，其特征在于，所述第一控制模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容和第一开关管；所述第二电源模块的输出端接入第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接第二电阻的第一端和第三电阻的第一端，所述第二电阻的第二端接地，所述第三电阻的第二端分别连接第一电容的第一端和第一开关管的栅极，所述第一电容的第二端接地，所述第一开关管的源极接地。

4.根据权利要求3所述的电源控制电路，其特征在于，所述第二控制模块包括第五电阻、第六电阻、第二电容与第二开关管，所述第一电源模块的输出端接入第五电阻的第一端和第六电阻的第一端，所述第五电阻的第二端连接地，所述第六电阻的第二端分别连接第二开关管的栅极和第二电容的第一端，第二电容的第二端接地，第二开关管的漏极接地。

5.根据权利要求3所述的电源控制电路，其特征在于，所述第一开关管为NMOS管或光电耦合器。

6.根据权利要求5所述的电源控制电路，其特征在于，所述第一开关管为光电耦合器，所述光电耦合器包括光耦发光源与光耦受光器，所述光耦发光源的阳极分别连接第一电容的第一端与第三电阻的第二端，所述光耦发光源的阴极接地，所述光耦发光源的源极接地，所述光耦受光器的漏极连接第二控制模块。

7.根据权利要求4所述的电源控制电路，其特征在于，还包括：第四电阻，所述第一开关管的漏极通过第四电阻连接所述第二开关管的栅极。

8.根据权利要求4所述的电源控制电路，其特征在于，还包括：第二开关管的源极连接所述假负载的第一端，所述假负载的第二端连接第一电源模块。

9.根据权利要求4、7、8中任一所述的电源控制电路，其特征在于，所述第二开关管为PMOS管。

10.一种电源控制装置，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述的电源控制电路。