CN218771392U - 一种PoE供电快充转接器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及PoE供电技术领域，尤其是指一种PoE供电快充转接器，输入接口模块将外部信号转换为电源信号以及数据信号，电源信号通过降压模块的降压以及输出模块的处理后，通过数据接口J4为外部设备供电，同时，还可以通过输出变压控制模块调节降压模块的输出信号，从而输出多种不同的电压到数据接口J4，从而满足不同设备的快充需求。进一步的，输入接口模块分离出的数据信号，经过数据转换控制器U9转为typec数据，从而输出到数据接口J4，并传输到外部设备。本实用新型实现给电脑、手机、平板等终端设备提供网络数据的同时还能提供电力，且能够满足不同的设备的充电需求。

Description

一种PoE供电快充转接器

技术领域

本实用新型涉及PoE供电技术领域，尤其是指一种PoE供电快充转接器。

背景技术

生活中短视频发展迅速，手机、电脑等电子产品基本离不开人，直播在线、短视频成为潮流，不断的在线使用用户端电子产品电量快速消耗，直播万人同时在线也对网络要求严格，WIFI等无线网络传输数据能力有限，数据流量太大会出现卡顿情况，有数据的情况下不能提供充电能力，需要另外加充电器提供电力。而现有市场充电器多数只能提供电力供应，高压AC输入100-240V，对人体安全有一定风险，且现有中的转接器只能提供RJ45类型的网络数据，也就是转接器电力以及数据传输功能只能是二选一，大部分不能同时提供两个功能。

另外如专利文件202021134407.0的技术，其虽然公开了将交换机与USB、typec数据转换，但是专利中并没有对于不同的快充电压如何转换进行设置，即其未能适用于多电压转换的环境，使用条件受限。

发明内容

本实用新型针对现有技术的问题提供一种PoE供电快充转接器，集成充电器以及PD功能，在为产品充电的同时还能传输数据，并且可以根据不同的产品调节不同的输出充电电压，有助于提高适用范围。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种PoE供电快充转接器，包括充电电路以及交换机电路，所述充电电路包括输入接口模块、降压模块、输出模块以及输出变压控制模块，所述交换机电路包括电源输入模块以及数据转换控制器U9；所述输入接口模块用于与外部数据信号连接，所述输入接口模块的电信号输出端与所述电源输入模块连接，所述电源输入模块的输出端与降压模块的输入端连接，所述降压模块的输出端与所述输出模块的输入端连接，所述输出模块的输出端连接有用于与外部设备连接的数据接口J4；所述输出变压控制模块与降压模块的反馈端连接并用于控制降压模块的输出电压变换，所述输出变压控制模块与输出模块的控制端连接；所述输入接口模块的数据输出端与数据转换控制器U9的输入端连接，所述数据转换控制器U9的输出端与所述数据接口J4连接。

优选的，所述输出模块包括开关管Q18以及开关管Q19，所述降压模块的输出端与开关管Q18的一开关端连接，开关管Q18的另一开关端与开关管Q19的一开关端连接，开关管Q19的另一开关端与所述数据接口J4连接，开关管Q18的控制端通过电阻R40接地，开关管Q19的控制端与输出变压控制模块连接。

优选的，所述输出模块还包括第一调节单元以及第二调节单元，所述第一调节单元的一端与降压模块的输出端连接，所述第一调节单元的另一端接地，所述第一调节单元的调节端与输出变压控制模块连接，所述第一调节单元与第二调节单元并联设置；所述第一调节单元和第二调节单元均用于调节与降压模块连接的一端的电压值。

优选的，所述第一调节单元包括电阻R4、电阻R5、电阻R36以及开关管Q4，所述输出变压控制模块与开关管Q4的控制端连接，开关管Q4的控制端通过电阻R36接地，开关管Q4的一开关端接地，开关管Q4的另一开关端通过电阻R4与降压模块的输出端连接，电阻R4与电阻R5并联。

优选的，所述第二调节单元包括电阻R37以及电阻R38，电阻R37的一端与降压模块的输出端连接，电阻R37的另一端通过电阻R38接地，电阻R37的另一端与所述输出变压控制模块连接。

优选的，所述充电电路还包括供电模块，所述供电模块的输入端与所述降压模块的输出端连接，所述供电模块用于将降压模块的输出电压降压，供电模块的输出端与所述输出变压控制模块以及数据转换控制器U9均连接。

优选的，所述电源输入模块包括输入整流单元以及握手单元，所述输入整流单元的输入端与输入接口模块连接，所述输入整流单元的输出端与所述握手单元的输入端连接，所述握手单元的输出端与所述降压模块的输入端连接。

优选的，所述降压模块包括降压控制器U3、电阻R126、电阻R127以及电阻R130，降压控制器U3的输入端与电源输入模块的输出端连接，降压控制器U3的输出端与输出模块连接，降压控制器U3的反馈端通过电阻R130与输出变压控制模块连接，降压控制器U3的输出端通过电阻R126和电阻R127后接地，电阻R126与电阻R127的连接端与降压控制器U3的反馈端连接。

优选的，所述降压控制器U3的型号为RT6363。

优选的，所述输出变压控制模块的型号为LDR6282C。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种PoE供电快充转接器，输入接口模块将外部信号转换为电源信号以及数据信号，电源信号通过降压模块的降压以及输出模块的处理后，通过数据接口J4为外部设备供电，同时，还可以通过输出变压控制模块调节降压模块的输出信号，从而输出多种不同的电压到数据接口J4，从而满足不同设备的快充需求。进一步的，输入接口模块分离出的数据信号，经过数据转换控制器U9转为typec数据，从而输出到数据接口J4，并传输到外部设备。本实用新型输入采用安全的POE供电方式输入，实现为设备快速充电的同时，还能传输上网数据，从而实现给电脑、手机、平板等终端设备提供网络数据的同时还能提供电力，且能够满足不同的设备的充电需求。

附图说明

图1为本实用新型的信号框图；

图2为本实用新型的输入接口模块的电路原理图；

图3为本实用新型的电源输入模块的电路原理图；

图4为本实用新型的输出模块以及数据接口J4的电路原理图；

图5为本实用新型的降压模块的电路原理图；

图6为本实用新型的输出变压控制模块的电路原理图；

图7为本实用新型的数据转换控制器U9的电路原理图；

图8为本实用新型的供电模块的电路原理图。

在图1至图8中的附图标记包括：

1-输入接口模块，2-降压模块，3-输出模块，4-输出变压控制模块，5-电源输入模块，6-第一调节单元，7-第二调节单元，8-供电模块，9-输入整流单元，10-握手单元。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。

本实施例提供的一种PoE供电快充转接器，如图1，包括充电电路以及交换机电路，所述充电电路包括输入接口模块1、降压模块2、输出模块3以及输出变压控制模块4，所述交换机电路包括电源输入模块5以及数据转换控制器U9；所述输入接口模块1用于与外部数据信号连接，所述输入接口模块1的电信号输出端与所述电源输入模块5连接，所述电源输入模块5的输出端与降压模块2的输入端连接，所述降压模块2的输出端与所述输出模块3的输入端连接，所述输出模块3的输出端连接有用于与外部设备连接的数据接口J4，可选为type-c接口；所述输出变压控制模块4与降压模块2的反馈端连接并用于控制降压模块2的输出电压变换，所述输出变压控制模块4与输出模块3的控制端连接；所述输入接口模块1的数据输出端与数据转换控制器U9的输入端连接，所述数据转换控制器U9的输出端与所述数据接口J4连接。

具体地，如图2所示，本实施例的输入接口模块1可选为RJ45接口，通过RJ45接口与外部电源数据连接，并转换为电源信号以及网口数据信号，数据信号经过数据转换控制器U9的转化作用，将网口数据转换为数据接口J4适应的数据类型，并由数据接口J4传输给连接的设备；另外，RJ45分离出的电源信号，经过电源输入模块5的处理后传输到降压模块2进行降压，例如降至30v，接着将电压传输到输出模块3，由输出模块3传输到数据接口J4，为外部设备供电，其中，输出变压控制模块4与降压模块2的反馈端连接，根据外部设备的充电需求，输出变压控制模块4反馈到降压模块2，降压模块2进而根据反馈信号切换输出电压，如5V/9V/15V/20V，从而可以满足不同的设备的充电电压。因此，本实施例的PoE供电快充转接器，既能通过PoE供电方式安全为设备进行充电外，还可以同时为设备传输上网数据，既保证用户的安全，还无需另外使用充电的充电器，使用上更加方便。

其中，本实施例的电路连接原理图如图3所示，电源输入模块5包括输入整流单元9以及握手单元10，输入整流单元9可选包括整流器D5和整流器D6，握手单元10包括握手控制器U6及其外围器件，可选采用控制芯片TPS2373，在电源输入后，由控制芯片TPS2373进行PD握手协议，确认可传输电源以及网络数据的外部PD设备，接着控制芯片TPS2373输出电压Vmain，电压范围为48-57v，支持最大功率95W。

电压Vmain输入图5所示的降压模块2，降压模块2包括降压控制器U3、电阻R126、电阻R127以及电阻R130，还包括用于滤波的电容C80、电容C87、电容C88和电容C89，使示出信号更加稳定，同时还包括有降压控制器U3的其他外围辅助器件，降压模块2的具体连接方式如图5所示，降压控制器U3可选采用芯片RT6363，RT6363是负载能力为3.5A、高效率、采用峰值电流模式控制架构的非同步Buck转换器，输入电压范围为4V～60V，输出电压可调范围为0.8V～VIN，其静态耗电低，集成了低RDS(ON)的MOSFET上桥开关，可在宽阔的负载范围内获得高转换效率，由于采用外围补偿简单的峰值电流模式控制架构，容许使用小型电感，具有瞬态响应速度快和回路稳定性好的特性，因此，降压模块2的输出电压具有一定可调节的范围。

降压模块2输出的电压VBUS_F，输入图4所示的输出模块3以及输出变压控制模块4，其中输出变压控制模块4包括变压控制器U12及其外围电路，变压控制器U12可选采用芯片LDR6282C，输出模块3包括开关管Q18以及开关管Q19，还包括第一调节单元6以及第二调节单元7，第一调节单元6包括电阻R4、电阻R5、电阻R36以及开关管Q4，第二调节单元7包括电阻R37以及电阻R38，还包括有其他辅助的器件，比如三极管Q6、三极管Q7以及其他滤波的元器件，具体连接方式如图4所示，其中开关管Q18和开关管Q19可选采用MOS管，开关管Q18处于导通状态，当有外部设备连接时，变压控制器U12输出控制信号VBUS_EN，使开关管Q19导通，进而将电压VBUS_F输出到外部设备，为其供电。当外部设备需求电压不同时，变压控制器U12的PIN17引脚输出信号VBUS_FB到降压降控制器U3的反馈引脚PIN5，调整降压控制器U3的输出，将电压切换为5V/9V/15V/20V，适应不同的外部设备的充电需求。另外，变压控制器U12控制降压模块2变压的同时，还通过输出信号VIN_DET以及信号Discharqing，控制第一调节单元6和第二调节单元7改变分压，适应降压模块2切换的输出电压。

进一步本实施例还通过图8所示的供电模块8为变压控制器U12以及数据转换控制器U9供电，具体包括稳压控制器U13及其外围电路，将降压模块2的输出电压转换为5V电压为变压控制器U12和数据转换控制器U9供电，使变压控制器U12和数据转换控制器U9能保持工作状态。

本实施例的PoE供电快充转接器，如图1至图8所示，以输入接口模块1的PHJ3、X9为输入接口，握手控制器U6为输入端PD握手控制部分，只需要一根网线连接POE交换机或者POE供电器就能提供电源输入。握手控制器U6完成PD握手工作后，将输出48-57V电压(支持最大功率95W)。降压控制器U3将握手控制器U6的输出电压转为30V为后端供电，变压控制器U12通过PIN17脚控制降压控制器U3的反馈电路，将电压切换为5V/9V/15V/20V(快充协议部分通过(变压控制器U12 PD_IC)控制，支持PD3.0、QC4.0、PPS、QC3.0/2.0、APPLE2.4A和VOOC)；稳压控制器U13将降压控制器U3输出电压转为5V给变压控制器U12和数据转换控制器U9提供供电。数据转换控制器U9将网口数据转为TYPEC数据，数据接口J4(typec端口)同时支持千兆数据和PD快充5V3A，9V2.22A，15V3A，20V3.25A快充。从而本实施例输入采用安全的POE供电方式输入，实现为设备快速充电的同时，还能传输上网数据，从而实现给电脑、手机、平板等终端设备提供网络数据的同时还能提供电力，且能够满足不同的设备的充电需求。

以上所述，仅是本实用新型较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种PoE供电快充转接器，包括充电电路以及交换机电路，其特征在于：所述充电电路包括输入接口模块、降压模块、输出模块以及输出变压控制模块，所述交换机电路包括电源输入模块以及数据转换控制器U9；所述输入接口模块用于与外部数据信号连接，所述输入接口模块的电信号输出端与所述电源输入模块连接，所述电源输入模块的输出端与降压模块的输入端连接，所述降压模块的输出端与所述输出模块的输入端连接，所述输出模块的输出端连接有用于与外部设备连接的数据接口J4；所述输出变压控制模块与降压模块的反馈端连接并用于控制降压模块的输出电压变换，所述输出变压控制模块与输出模块的控制端连接；所述输入接口模块的数据输出端与数据转换控制器U9的输入端连接，所述数据转换控制器U9的输出端与所述数据接口J4连接。

2.根据权利要求1所述一种PoE供电快充转接器，其特征在于：所述输出模块包括开关管Q18以及开关管Q19，所述降压模块的输出端与开关管Q18的一开关端连接，开关管Q18的另一开关端与开关管Q19的一开关端连接，开关管Q19的另一开关端与所述数据接口J4连接，开关管Q18的控制端通过电阻R40接地，开关管Q19的控制端与输出变压控制模块连接。

3.根据权利要求2所述一种PoE供电快充转接器，其特征在于：所述输出模块还包括第一调节单元以及第二调节单元，所述第一调节单元的一端与降压模块的输出端连接，所述第一调节单元的另一端接地，所述第一调节单元的调节端与输出变压控制模块连接，所述第一调节单元与第二调节单元并联设置；所述第一调节单元和第二调节单元均用于调节与降压模块连接的一端的电压值。

4.根据权利要求3所述一种PoE供电快充转接器，其特征在于：所述第一调节单元包括电阻R4、电阻R5、电阻R36以及开关管Q4，所述输出变压控制模块与开关管Q4的控制端连接，开关管Q4的控制端通过电阻R36接地，开关管Q4的一开关端接地，开关管Q4的另一开关端通过电阻R4与降压模块的输出端连接，电阻R4与电阻R5并联。

5.根据权利要求3所述一种PoE供电快充转接器，其特征在于：所述第二调节单元包括电阻R37以及电阻R38，电阻R37的一端与降压模块的输出端连接，电阻R37的另一端通过电阻R38接地，电阻R37的另一端与所述输出变压控制模块连接。

6.根据权利要求1所述一种PoE供电快充转接器，其特征在于：所述充电电路还包括供电模块，所述供电模块的输入端与所述降压模块的输出端连接，所述供电模块用于将降压模块的输出电压降压，供电模块的输出端与所述输出变压控制模块以及数据转换控制器U9均连接。

7.根据权利要求1所述一种PoE供电快充转接器，其特征在于：所述电源输入模块包括输入整流单元以及握手单元，所述输入整流单元的输入端与输入接口模块连接，所述输入整流单元的输出端与所述握手单元的输入端连接，所述握手单元的输出端与所述降压模块的输入端连接。

8.根据权利要求1所述一种PoE供电快充转接器，其特征在于：所述降压模块包括降压控制器U3、电阻R126、电阻R127以及电阻R130，降压控制器U3的输入端与电源输入模块的输出端连接，降压控制器U3的输出端与输出模块连接，降压控制器U3的反馈端通过电阻R130与输出变压控制模块连接，降压控制器U3的输出端通过电阻R126和电阻R127后接地，电阻R126与电阻R127的连接端与降压控制器U3的反馈端连接。

9.根据权利要求8所述一种PoE供电快充转接器，其特征在于：所述降压控制器U3的型号为RT6363。

10.根据权利要求1所述一种PoE供电快充转接器，其特征在于：所述输出变压控制模块的型号为LDR6282C。

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