CN220108002U - 一种轨道交通专用pse供电设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种轨道交通专用PSE供电设备，包括第一接口、DC\DC隔离变换器、PSE控制电路、功率及数据传输电路；功率及数据传输电路包括一个输入端，用于功率输出的第二接口和用于数据传输第三接口；第一接口与DC\DC隔离变换器连接；DC\DC隔离变换器还与PSE控制电路连接，PSE控制电路还与功率及数据传输电路的输入端连接，功率及数据传输电路与第二接口之间采用四对线传输功率；第二接口还与外部的PD受电设备连接；第三接口与外部的数据接收设备连接；其效果是：满足轨道交通行业恶劣的环境要求；利用与PSE控制电路连接的功率及数据传输电路，实现了更高的功率支持及更快的传输速率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源设备技术领域，具体涉及一种轨道交通专用PSE供电设备。
背景技术
目前，以太网供电(POE)技术日趋成熟，传统的POE供电设备很难满足现阶段轨道交通智能WIFI、监控及其他通信设备日新月异的发展需求，具体体现如下：
第一，目前比较通用的IEEE802.3af/at标准PD受电设备功耗被限制在25.5W，设计人员为了扩展功率，不得不使用多套PSE设备，使得系统体积、成本成倍的增加，同时降低了可靠性，目前变焦摄像机网络或用于蜂窝或Wi-Fi通信的远程基站和接入点，均需要更大的功率支持；
第二，传统PSE设备最高支持1Gbps数据传输速率，传输速率不足以支持高清传播设备；
第三，传统PSE设备使用RJ45端子传输数据，无法满足轨道交通设备振动及高低温工作的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种轨道交通专用PSE供电设备，以满足现阶段轨道交通POE供电设备需要更大的功率支持以及满足轨道交通设备振动及高低温工作的恶劣环境要求。
本实用新型采取的技术方案为：一种轨道交通专用PSE供电设备，包括第一接口、DC\DC隔离变换器、PSE控制电路、功率及数据传输电路；其中，所述功率及数据传输电路包括一个输入端，用于功率输出的第二接口和用于数据传输第三接口；所述第一接口和第二接口、第三接口均采用金属屏蔽结构的M12端子；
所述第一接口与所述DC\DC隔离变换器连接，用于将外部的直流输入传送至所述DC\DC隔离变换器；
所述DC\DC隔离变换器还与所述PSE控制电路连接，所述PSE控制电路还与所述功率及数据传输电路的输入端连接，所述功率及数据传输电路与所述第二接口之间采用四对线传输功率；
所述第二接口还与外部的PD受电设备连接；
所述第三接口与外部的数据接收设备连接。
优选的，所述的一种轨道交通专用PSE供电设备，还包括通讯电路，所述通讯电路通过高速网络变压器与所述PSE控制电路通讯，所述通讯电路还提供有用于与主机通讯的I2C接口。
优选的，所述功率及数据传输电路采用4通道100W网络变压器。
优选的，所述通讯电路包括通讯芯片，所述通讯芯片采用LTC4291。
优选的，所述PSE控制电路包括PSE控制器，所述PSE控制器采用LTC4292。
优选的，所述PSE控制电路与所述功率及数据传输电路之间连接有两路驱动控制电路；其中，每路驱动控制电路均包括一个控制MOS管和检测电阻。
优选的，所述检测电阻采用的阻值为0.15欧姆。
优选的，所述DC\DC隔离变换器还通过DC\DC非隔离变换器与所述通讯电路连接。
优选的，所述DC\DC隔离变换器前置连接有EMC滤波器，且符合EN50155标准。
采用上述技术方案，具有以下优点：本实用新型提出的一种轨道交通专用PSE供电设备，通过使用轨道交通专用DC\DC隔离变换器和采用金属屏蔽结构的M12端子，满足轨道交通行业恶劣的环境要求；
利用与PSE控制电路连接的功率及数据传输电路，并采用四对线传输功率，实现满足IEEE802.3bt/bf更高的功率支持及最高10Gbps的数据传输速率。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种轨道交通专用PSE供电设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不是用来限制本实用新型的范围。
参考图1所示，本实施例提供了一种轨道交通专用PSE供电设备，包括第一接口、DC\DC隔离变换器、PSE控制电路、功率及数据传输电路；其中，所述功率及数据传输电路包括一个输入端，用于功率输出的第二接口和用于数据传输第三接口；所述第一接口和第二接口、第三接口均采用金属屏蔽结构的M12端子；
通过使用符合振动标准的M12端子代替传统的RJ45端子作为供电及数据传输的通道，满足轨道交通恶劣的应用环境要求；
所述第一接口与所述DC\DC隔离变换器连接，用于将外部的直流输入传送至所述DC\DC隔离变换器；
所述DC\DC隔离变换器还与所述PSE控制电路连接，所述PSE控制电路还与所述功率及数据传输电路的输入端连接，所述功率及数据传输电路与所述第二接口之间采用四对线传输功率；
所述第二接口还与外部的PD受电设备连接；
所述第三接口与外部的数据接收设备连接。
具体地，应用时，外部的直流输入为DC110V，所述DC\DC隔离变换器前置连接有EMC滤波器，且符合EN50155标准，所述数据接收设备可采用带通讯口的智能终端，本领域技术人员应当清楚，在此不再赘述；
进一步地，所述的一种轨道交通专用PSE供电设备，还包括通讯电路，所述通讯电路通过高速网络变压器与所述PSE控制电路通讯，所述通讯电路还提供有用于与主机通讯的I2C接口；所述主机是指客户接收数据的上位机；
同时，所述DC\DC隔离变换器还通过DC\DC非隔离变换器与所述通讯电路连接。
应用时，所述DC\DC隔离变换器采用的型号为LDQR100-110S56；DC\DC非隔离变换器采用的型号为LND4802-3V3。
即，利用提供的主机隔离数字接口，提供与主机的I2C通讯；从而实现将数字通讯I2C电路(即所述通讯电路)置于非隔离侧，将PSE控制电路置于隔离侧。数字通讯电路与PSE控制电路之间使用高速网络变压器来通讯，代替传统的光电耦合器和隔离电源的方案，不仅可以节省成本，还可以实现更稳定可靠和易于制造的设计。
实施时，所述通讯电路包括通讯芯片，所述通讯芯片采用LTC4291；
所述PSE控制电路包括PSE控制器，所述PSE控制器采用LTC4292。
Linear/Analog Devices公司的LTC4291和LTC4292是4端口电源供应设备(PSE)控制器，专为IEEE 802.3bt Type 3和4以太网兼容电源(PoE)系统设计，兼容802.3af,802.3at，和802.3bt PDs。并利用变压器隔离通信协议取代了昂贵的光电耦合器和复杂的3.3V隔离供电，大大节省了BOM成本。
进一步地，所述功率及数据传输电路采用4通道100W网络变压器；通过专用的芯片与小型化大功率的网络变压器，实现满足IEEE 802.3bt/bf Type 3and Type 4PSE++标准的PSE控制电路，进而可实现PSE供电端90W、PD受电端71W的最高传输功率以及最高10Gbps的数据传输速率。
由于所述功率及数据传输电路与所述第二接口之间采用四对线传输功率；即，本方案使用4对导体(8根导线)供电以传输功率，这不仅能实现新的更高功率水平，而且由于电缆中的功率损耗减少了一半，因此使用更多导体可以提高旧有的低功率水平系统的效率；功率及数据传输使用4通道100W网络变压器，该网络变压器支持最高10Gbps数据传输速率。
实施时，所述PSE控制电路与所述功率及数据传输电路之间连接有两路驱动控制电路；其中，每路驱动控制电路均包括一个控制MOS管和检测电阻；其中，所述检测电阻采用的阻值为0.15欧姆；所述检测电阻用于进行多点(多电流和多电压)检测，通过多点检测机制可用来消除误报，避免损坏未针对POE直流电压承受力而设计的网络设备。
本实施例中，R1与R2分别表示为各路的检测电阻；V1与V2分别表示为各路的控制MOS管，更为具体的连接关系，参照图1所示，在此不做赘述。
通过上述方案，通过使用轨道交通专用DC\DC隔离变换器和采用金属屏蔽结构的M12端子，满足轨道交通行业恶劣的环境要求；
利用与PSE控制电路连接的功率及数据传输电路，并采用四对线传输功率，实现满足IEEE 802.3bt/bf更高的功率支持；
通讯电路与PSE控制电路之间使用高速网络变压器来通讯，代替传统的光电耦合器和隔离电源的方案，节约了成本。
最后需要说明的是，上述描述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种轨道交通专用PSE供电设备，其特征在于，包括第一接口、DC\DC隔离变换器、PSE控制电路、功率及数据传输电路；其中，所述功率及数据传输电路包括一个输入端，用于功率输出的第二接口和用于数据传输第三接口；所述第一接口和第二接口、第三接口均采用金属屏蔽结构的M12端子；
所述第一接口与所述DC\DC隔离变换器连接，用于将外部的直流输入传送至所述DC\DC隔离变换器；
所述DC\DC隔离变换器还与所述PSE控制电路连接，所述PSE控制电路还与所述功率及数据传输电路的输入端连接，所述功率及数据传输电路与所述第二接口之间采用四对线传输功率；
所述第二接口还与外部的PD受电设备连接；
所述第三接口与外部的数据接收设备连接。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通专用PSE供电设备，其特征在于，还包括通讯电路，所述通讯电路通过高速网络变压器与所述PSE控制电路通讯，所述通讯电路还提供有用于与主机通讯的I2C接口。
3.根据权利要求1或2所述的一种轨道交通专用PSE供电设备，其特征在于，所述功率及数据传输电路采用4通道100W网络变压器。
4.根据权利要求2所述的一种轨道交通专用PSE供电设备，其特征在于，所述通讯电路包括通讯芯片，所述通讯芯片采用LTC4291。
5.根据权利要求3所述的一种轨道交通专用PSE供电设备，其特征在于，所述PSE控制电路包括PSE控制器，所述PSE控制器采用LTC4292。
6.根据权利要求3所述的一种轨道交通专用PSE供电设备，其特征在于，所述PSE控制电路与所述功率及数据传输电路之间连接有两路驱动控制电路；其中，每路驱动控制电路均包括一个控制MOS管和检测电阻。
7.根据权利要求6所述的一种轨道交通专用PSE供电设备，其特征在于，所述检测电阻采用的阻值为0.15欧姆。
8.根据权利要求2所述的一种轨道交通专用PSE供电设备，其特征在于，所述DC\DC隔离变换器还通过DC\DC非隔离变换器与所述通讯电路连接。
9.根据权利要求2所述的一种轨道交通专用PSE供电设备，其特征在于，所述DC\DC隔离变换器前置连接有EMC滤波器，且符合EN50155标准。
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