CN219268493U - 一种本安型poe网口安全电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种本安型POE网口安全电路，涉及电子电路技术领域，包括综合处理模块、POE指示灯模块、存储模块、管理模块和限流限压慢熔断模块；综合处理模块与存储模块和管理模块电性连接，用于读取存储模块的信息以及控制管理模块；POE指示灯模块与管理模块电性连接，用于指示电路状态；存储模块与综合处理模块和管理模块电性连接，用于存储管理模块内部寄存器信息；管理模块与综合处理模块、POE指示灯模块、存储模块和限流限压慢熔断模块电性连接，用于管理各模块工作；限流限压慢熔断模块与管理模块电性连接，用于对网口差分线进行限流和限压处理。

Description

一种本安型POE网口安全电路

技术领域

本实用新型涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种本安型POE网口安全电路。

背景技术

传统非本安型POE网口电路未对输出和输入信号进行过压保护和限流处理，当出现一些电路故障时，会产生电火花，或者当PD设备功耗过高使POE供电设备产生剧烈的热效应可能会点燃爆炸性危险气体而产生爆炸，从而对人民生命财产安全产生威胁。像常规的网口电路是不能直接应用到本安型的网口电路中，特别是POE网口，更需要对电路电压和电流进行限制。

中国专利CN114566952A《一种POE设备和POE供电系统》公开了一种POE设备和POE供电系统，在两组(12线-36线，45线-78线)线对上，增加防雷保护模块，使得POE设备之间存在的线对间电压差，通过设备芯片和网络变压器之间的线对间差模保护模块进行防护，防止PSE芯片和PD芯片损坏，然而该现有技术不加主控MCU，在故障发生时不能迅速防止意外发生，当POE设备开始出现异常时也无法做到预警作用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种本安型POE网口安全电路，用来解决现有常规网口电路不能迅速防止意外发生，起到预警作用的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种本安型POE网口安全电路，包括综合处理模块、POE指示灯模块、存储模块、管理模块和限流限压慢熔断模块；

综合处理模块与存储模块和管理模块电性连接，用于读取存储模块的信息以及控制管理模块；

POE指示灯模块与管理模块电性连接，用于指示电路状态；

存储模块与综合处理模块和管理模块电性连接，用于存储管理模块内部寄存器信息；

管理模块与综合处理模块、POE指示灯模块、存储模块和限流限压慢熔断模块电性连接，用于管理各模块工作；

限流限压慢熔断模块与管理模块电性连接，用于对网口差分线进行限流和限压处理。

优选的，所述限流限压慢熔断模块包括变压器NT1、限流电阻R1、R2、R3、R4，电阻R5、R91，保险丝F1、F2、F3、F4、F5，瞬态二极管TVS1、TVS2、TVS3、电容C1、C2、CV1、CV2和座子RJ1；

变压器NT1的引脚1与RD1+电性连接，引脚3与RD1-电性连接，引脚6与TD1+电性连接，引脚8与TD1-电性连接。

进一步优选的，所述限流限压慢熔断模块还包括：

变压器NT1的引脚9与保险丝F4的一端电性连接，保险丝F4的另一端与瞬态二极管TVS1的引脚4和电阻R4的一端电性连接，电阻R4的一端与保险丝F4的另一端和瞬态二极管TVS1的引脚5电性连接，电阻R4的另一端与座子RJ1的引脚6电性连接，变压器NT1的引脚10与保险丝F5的一端电性连接，保险丝F5的另一端与NEG_OUT1电性连接，变压器NT1的引脚11与保险丝F3的一端电性连接，保险丝F3的另一端与瞬态二极管TVS1的引脚3和电阻R3的一端电性连接，电阻R3的一端与保险丝F3的另一端和瞬态二极管TVS1的引脚6电性连接，电阻R3的另一端与座子RJ1的引脚3电性连接，变压器NT1的引脚14与保险丝F2的一端电性连接，保险丝F2的另一端与瞬态二极管TVS1的引脚2和电阻R2的一端电性连接，电阻R2的一端与保险丝F2的另一端和瞬态二极管TVS1的引脚7电性连接，电阻R2的另一端与座子RJ1的引脚2电性连接，变压器NT1的引脚15与管理模块电性连接，变压器NT1的引脚16与保险丝F1的一端电性连接，保险丝F1的另一端与瞬态二极管TVS1的引脚1和电阻R1的一端电性连接，电阻R1的一端与保险丝F1的另一端和瞬态二极管TVS1的引脚8电性连接，电阻R1的另一端与座子RJ1的引脚1电性连接。

进一步优选的，所述限流限压慢熔断模块还包括：

电阻R91的一端与+48和瞬态二极管TVS2的一端电性连接，电阻R91的另一端与电容CV1的一端电性连接，电容CV1的另一端与瞬态二极管TVS2的另一端、电容CV2的一端、瞬态二极管TVS3的一端和PGND电性连接，电容CV2的另一端和电阻R5的一端电性连接，电阻R5的另一端与瞬态二极管TVS3的另一端和NEG_OUT1电性连接。

优选的，所述管理模块包括POE管理芯片，所述综合处理模块包括MCU和I2C总线，所述POE指示灯模块包括POE指示灯控制电路；

POE管理芯片与MCU、POE指示灯控制电路电性连接，用于管理指示灯状态；

POE管理芯片与存储模块电性连接，用于管理内部寄存器信息；

POE管理芯片的引脚VIN与变压器NT1的引脚15电性连接，用于控制限流限压慢熔断模块的通路和断路。

优选的，所述保险丝采用慢熔断保险丝。

本实用新型提供的一种雷达与微震结合的复合生命探测仪，相对于现有技术，具有以下有益效果：

(1)通过管理模块和限流限压慢熔断模块控制通过电阻和电容的电流，通过瞬态二极管吸收浪涌电流，保护交换机；

(2)POE电源管理芯片通过I2C总线与MCU通信，使MCU能时刻知道每个POE端口的负载功率，当外部PD设备功耗大于安全功耗时，MCU通过I2C总线向POE电源管理芯片发出停止供电的指令，切断对应端口的供电，防止电源和MOS管部分温度过高；

(3)通过MCU程序来实现POE网口功率监测功能，MCU通过I2C与POE管理芯片连接，通过读取POE管理芯片内部寄存器状态可以获取对应POE端口的负载功率，随时切断供电，保护电路。

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为本实用新型一种本安型POE网口安全电路的结构框图；

图2为本实用新型一种本安型POE网口安全电路的限流限压慢熔断模块的接线图；

图3为本实用新型一种本安型POE网口安全电路的综合处理模块、POE指示灯模块、存储模块和管理模块的接线图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

提供一种本安型POE网口安全电路，如图1所示，包括综合处理模块100、POE指示灯模块200、存储模块300、管理模块400和限流限压慢熔断模块500；

综合处理模块100与存储模块300和管理模块400电性连接，用于读取存储模块300的信息以及控制管理模块400；

POE指示灯模块200与管理模块400电性连接，用于指示电路状态；

存储模块300与综合处理模块100和管理模块400电性连接，用于存储管理模块400内部寄存器信息；

管理模块400与综合处理模块100、POE指示灯模块200、存储模块300和限流限压慢熔断模块500电性连接，用于管理各模块工作；

限流限压慢熔断模块500与管理模块400电性连接，用于对网口差分线进行限流和限压处理。

常规POE网口电路一般都是网口差分线从网络变压器引出之后，中间没有经过其他器件，直接进入RJ1座子，这种方案在电路遭受外部因素影响发生故障可能会造成发热，起火等风险。

对于网口电路上主要是对网口差分线进行限流和限压处理，本安型方案中，我们是在两对差分线上串联一个慢熔断保险丝F1和限流电阻R1，在POE供电的电源负极到抽头串联一个慢熔断保险丝F5。另外为了提高产品的网口浪涌等级，在每对差分线之间还并联有TVS管进行差模防护。

所述限流限压慢熔断模块500包括变压器NT1、限流电阻R1、R2、R3、R4，电阻R5、R91，保险丝F1、F2、F3、F4、F5，瞬态二极管TVS1、TVS2、TVS3、电容C1、C2、CV1、CV2和座子RJ1；

变压器NT1的引脚1与RD1+电性连接，引脚3与RD1-电性连接，引脚6与TD1+电性连接，引脚8与TD1-电性连接。

变压器NT1的引脚9与保险丝F4的一端电性连接，保险丝F4的另一端与瞬态二极管TVS1的引脚4和电阻R4的一端电性连接，电阻R4的一端与保险丝F4的另一端和瞬态二极管TVS1的引脚5电性连接，电阻R4的另一端与座子RJ1的引脚6电性连接，变压器NT1的引脚10与保险丝F5的一端电性连接，保险丝F5的另一端与NEG_OUT1电性连接，变压器NT1的引脚11与保险丝F3的一端电性连接，保险丝F3的另一端与瞬态二极管TVS1的引脚3和电阻R3的一端电性连接，电阻R3的一端与保险丝F3的另一端和瞬态二极管TVS1的引脚6电性连接，电阻R3的另一端与座子RJ1的引脚3电性连接，变压器NT1的引脚14与保险丝F2的一端电性连接，保险丝F2的另一端与瞬态二极管TVS1的引脚2和电阻R2的一端电性连接，电阻R2的一端与保险丝F2的另一端和瞬态二极管TVS1的引脚7电性连接，电阻R2的另一端与座子RJ1的引脚2电性连接，变压器NT1的引脚15与管理模块400电性连接，变压器NT1的引脚16与保险丝F1的一端电性连接，保险丝F1的另一端与瞬态二极管TVS1的引脚1和电阻R1的一端电性连接，电阻R1的一端与保险丝F1的另一端和瞬态二极管TVS1的引脚8电性连接，电阻R1的另一端与座子RJ1的引脚1电性连接。

电阻R91的一端与+48和瞬态二极管TVS2的一端电性连接，电阻R91的另一端与电容CV1的一端电性连接，电容CV1的另一端与瞬态二极管TVS2的另一端、电容CV2的一端、瞬态二极管TVS3的一端和PGND电性连接，电容CV2的另一端和电阻R5的一端电性连接，电阻R5的另一端与瞬态二极管TVS3的另一端和NEG_OUT1电性连接。

为了提高产品的网口浪涌等级，在每对差分线之间并联有TVS管进行差模防护。

交换机的POE网口由于外部因素导致网口差分线上电流增大，此时电阻R1就会起到限流作用，若因为故障原因电流持续增大，此时慢熔断保险丝F5就会因为电流过大熔断，切断POE供电电路，杜绝可能出现的电火花或者火灾。

另一方面POE电源输入输出是通过POE型网络变压器的第一(1,2)和第二对(3,6)差分线的中心抽头传输的。相当于如果外部浪涌从网口进入交换机，实则是对交换机还额外进行了一次浪涌冲击，为了不损坏交换机，从POE供电抽头位置串联一个电阻和电容到保护地抽头和保护地之间还并联一个TVS管。当外部浪涌进入时，TVS开启，浪涌电流被TVS管吸收，另一部分浪涌电流通过电阻和电容回流到保护地，从而达到保护交换机的目的。

所述管理模块400包括POE管理芯片，所述综合处理模块100包括MCU和I2C总线，所述POE指示灯模块200包括POE指示灯控制电路；

POE管理芯片与MCU、POE指示灯控制电路电性连接，用于管理指示灯状态；

POE管理芯片与存储模块300电性连接，用于管理内部寄存器信息；

POE管理芯片的引脚VIN与变压器NT1的引脚15电性连接，用于控制限流限压慢熔断模块500的通路和断路。

交换芯片上的差分线连接到网络变压器初级，然后次级的4根差分线串联一个保险丝F1和电阻R1然后接到RJ1座子上面，其他几根差分线电路也是如此处理。POE电源供电正级从第一对差分线中心抽头输入，电源负极通过一个保险丝F5接到第二对差分线的中心抽头。当交换机的POE网口由于外部因素导致网口差分线上电流增大，此时电阻R1就会起到限流作用，若因为故障原因电流持续增大，此时慢熔断保险丝F5就会因为电流过大熔断，切断POE供电电路杜绝可能出现的电火花或者火灾。

本实用新型的使用方法为，POE网口功率监测功能是通过MCU程序来实现的，MCU通过I2C与POE管理芯片连接，通过读取POE管理芯片内部寄存器状态可以获取对应POE端口的负载功率，当负载功率超过临界值(安全功耗)，MCU发出指令让POE管理芯片切断供电，以防止POE交换机上面的电源部分二极管和MOS管由于热效应可能点燃可燃气体。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，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 (6)

1.一种本安型POE网口安全电路，其特征在于，包括综合处理模块(100)、POE指示灯模块(200)、存储模块(300)、管理模块(400)和限流限压慢熔断模块(500)；

综合处理模块(100)与存储模块(300)和管理模块(400)电性连接，用于读取存储模块(300)的信息以及控制管理模块(400)；

POE指示灯模块(200)与管理模块(400)电性连接，用于指示电路状态；

存储模块(300)与综合处理模块(100)和管理模块(400)电性连接，用于存储管理模块(400)内部寄存器信息；

管理模块(400)与综合处理模块(100)、POE指示灯模块(200)、存储模块(300)和限流限压慢熔断模块(500)电性连接，用于管理各模块工作；

限流限压慢熔断模块(500)与管理模块(400)电性连接，用于对网口差分线进行限流和限压处理。

2.如权利要求1所述的一种本安型POE网口安全电路，其特征在于，所述限流限压慢熔断模块(500)包括变压器NT1、限流电阻R1、R2、R3、R4，电阻R5、R91，保险丝F1、F2、F3、F4、F5，瞬态二极管TVS1、TVS2、TVS3、电容C1、C2、CV1、CV2和座子RJ1；

变压器NT1的引脚1与RD1+电性连接，引脚3与RD1-电性连接，引脚6与TD1+电性连接，引脚8与TD1-电性连接。

3.如权利要求2所述的一种本安型POE网口安全电路，其特征在于，所述限流限压慢熔断模块(500)还包括：

变压器NT1的引脚9与保险丝F4的一端电性连接，保险丝F4的另一端与瞬态二极管TVS1的引脚4和电阻R4的一端电性连接，电阻R4的一端与保险丝F4的另一端和瞬态二极管TVS1的引脚5电性连接，电阻R4的另一端与座子RJ1的引脚6电性连接，变压器NT1的引脚10与保险丝F5的一端电性连接，保险丝F5的另一端与NEG_OUT1电性连接，变压器NT1的引脚11与保险丝F3的一端电性连接，保险丝F3的另一端与瞬态二极管TVS1的引脚3和电阻R3的一端电性连接，电阻R3的一端与保险丝F3的另一端和瞬态二极管TVS1的引脚6电性连接，电阻R3的另一端与座子RJ1的引脚3电性连接，变压器NT1的引脚14与保险丝F2的一端电性连接，保险丝F2的另一端与瞬态二极管TVS1的引脚2和电阻R2的一端电性连接，电阻R2的一端与保险丝F2的另一端和瞬态二极管TVS1的引脚7电性连接，电阻R2的另一端与座子RJ1的引脚2电性连接，变压器NT1的引脚15与管理模块(400)电性连接，变压器NT1的引脚16与保险丝F1的一端电性连接，保险丝F1的另一端与瞬态二极管TVS1的引脚1和电阻R1的一端电性连接，电阻R1的一端与保险丝F1的另一端和瞬态二极管TVS1的引脚8电性连接，电阻R1的另一端与座子RJ1的引脚1电性连接。

4.如权利要求3所述的一种本安型POE网口安全电路，其特征在于，所述限流限压慢熔断模块(500)还包括：

电阻R91的一端与+48和瞬态二极管TVS2的一端电性连接，电阻R91的另一端与电容CV1的一端电性连接，电容CV1的另一端与瞬态二极管TVS2的另一端、电容CV2的一端、瞬态二极管TVS3的一端和PGND电性连接，电容CV2的另一端和电阻R5的一端电性连接，电阻R5的另一端与瞬态二极管TVS3的另一端和NEG_OUT1电性连接。

5.如权利要求1所述的一种本安型POE网口安全电路，其特征在于，所述管理模块(400)包括POE管理芯片，所述综合处理模块(100)包括MCU和I2C总线，所述POE指示灯模块(200)包括POE指示灯控制电路；

POE管理芯片与MCU、POE指示灯控制电路电性连接，用于管理指示灯状态；

POE管理芯片与存储模块(300)电性连接，用于管理内部寄存器信息；

POE管理芯片的引脚VIN与变压器NT1的引脚15电性连接，用于控制限流限压慢熔断模块(500)的通路和断路。

6.如权利要求2所述的一种本安型POE网口安全电路，其特征在于，所述保险丝采用慢熔断保险丝。

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