CN220342327U - 一种带有自动识别功能的pse设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带有自动识别功能的PSE设备，包括用于输出将220V交流市电转换为48V直流电的电源转换模块，其特征是：还包括用于向标准PD设备供电的标准POE供电模块、用于将48V直流电转换为24V直流电的24V供电模块、用于将48V直流电转换为12V直流电的12V供电模块、用于采集PD设备电压和电流信号的采样电路模块，还包括第一开关模块、第二开关模块和MCU模块。该PSE设备可以自动对接入的PD设备进行识别，并根据识别结果自动选择合适的电源电压向PD设备供电。该PSE设备可以输出48V、24V和12V供电电压，可以为标准PD设备和非标准PD设备供电，适用的范围更广、使用的灵活的更高。
Description
技术领域
本实用新型涉及POE供电技术领域，具体涉及一种带有自动识别功能的PSE设备。
背景技术
一个完整的PoE系统包括供电端设备(PSE,Power Sourcing Equipment)和受电端设备(PD,Power Device)两部分。PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备，同时也是整个PoE以太网供电过程的管理者，而PD设备是接受供电的PSE负载，即PoE系统的客户端设备，如IP电话、网络安全摄像机、AP及掌上电脑(PDA)或移动电话充电器等许多其他以太网设备。两者基于IEEE 802.3at/af标准建立有关受电端设备PD的连接情况、设备类型、功耗级别等方面的信息联系，并以此为根据PSE通过以太网向PD供电。
随着通信行业发展越来越快，一些标准PSE交换机都是采用标准48V电源给PD设备供电。但是PD设备多种多样，有一部分PD设备符合IEEE802.3at/af的POE标准，可以直接使用标准的PSE设备给其供电，还有很大一部分PD设备(例如无线AP)由于设计和制造成本的原因，很多都是采用24V或者12V直接的供电技术，此时如果使用标准的PSE设备就无法为其供电。
实用新型内容
基于上述表述，本实用新型提供了带有自动识别功能的PSE设备，其能够自动识别PD设备为标准PD设备还是非标准PD设备，并据此输出对应的供电电压，可以为标准PD设备和非标准PD设备供电。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
一种带有自动识别功能的PSE设备，包括用于输出将220V交流市电转换为48V直流电的电源转换模块，还包括用于向标准PD设备供电的标准POE供电模块、用于将48V直流电转换为24V直流电的24V供电模块、用于将48V直流电转换为12V直流电的12V供电模块、用于采集PD设备电压和电流信号的采样电路模块，还包括第一开关模块、第二开关模块和MCU模块；所述第一开关模块具有三路输入和一路输出，所述第二开关模块具有一路输入和一路输出；所述标准POE供电模块的输入端与电源转换模块的输出端正极连接，且标准POE模块的输出端与第一开关模块的第一输入端连接；所述24V供电模块的输入端与电源转换模块的输出端正极连接，且24V供电模块的输出端与第一开关模块的第二输入端连接；所述12V供电模块的输入端与电源转换模块的输出端正极连接，且12V供电模块的输出端与第一开关模块的第三输入端连接；所述第一开关模块的输出端与PSE设备的输出正极V+_POE连通；所述第二开关模块的输入端与PSE设备的输出负极V-_POE连通，且第二开关模块的输出端与电源转换模块的输出端负极连接；所述MCU模块的两个控制信号输出端分别与第一开关模块和第二开关模块的控制端连接，MCU模块用于控制第一开关模块的切换以及控制第二开关模块的通断。
作为优选方案：所述第一开关模块的输出端与PSE设备的输出正极之间串联有取样电阻R1，所述采样电路模块的输入端连接在取样电阻R1的两端，所述采样电路模块的输出端与MCU模块的信号采集端连接。
作为优选方案：所述采样电路模块包括采样芯片U1、电容C2、二极管D1以及电阻R2，芯片U1的型号为INA220，U1的1号引脚接地，U1的2号引脚连接3.3V电源，U1的4号引脚和5号引脚与MCU模块的信号采集端连接，U1的6号引脚连接3.3V电源，U1的7号引脚接地，电容C2的两端分别与U1的6号引脚和7号引脚连接，二极管D1的正极与U1的7号引脚连接，电阻R2的一端与D1的负极连接且R2的另一端与PSE设备的输出正极V+_POE连接，U1的8号引脚与PSE设备的输出正极V+_POE连接，U1的9号引脚和10号引脚分别连接在取样电阻R1的两端。
作为优选方案：所述标准POE供电模块的输出端与第一开关模块的第一输入端之间串联有瞬态抑制二极管TVS2。
作为优选方案：所述瞬态抑制二极管TVS2并联有电容C1。
作为优选方案：所述标准POE供电模块的输出端与第一开关模块的第一输入端之间连接有熔断丝FUSE。
与现有技术相比，本申请的技术方案具有以下有益技术效果：
该PSE设备可以自动对接入的PD设备进行识别，并根据识别结果自动选择合适的电源电压向PD设备供电。该PSE设备可以输出48V、24V和12V供电电压，可以为标准PD设备和非标准PD设备供电，适用的范围更广、使用的灵活的更高。
附图说明
图1为本实施例中的PSE设备的电路图；
图2为本实施例中的采样电路。
具体实施方式
参照图1，一种带有自动识别功能的PSE设备，包括用于输出将220V交流市电转换为48V直流电的电源转换模块、用于向标准PD设备供电的标准POE供电模块、用于将48V直流电转换为24V直流电的24V供电模块、用于将48V直流电转换为12V直流电的12V供电模块、用于采集PD设备电压和电流信号的采样电路模块，还包括第一开关模块、第二开关模块和MCU模块。
标准POE供电模块带有IEEE 802.3at/af协议，在接入PSE设备的PD设备兼容IEEE802.3at/af协议的情况下(即PD设备为标准PD设备)，由标准POE供电模块自动向PD设备输出48V电压。
第一开关模块具有三路输入和一路输出，第二开关模块具有一路输入和一路输出。
其中标准POE供电模块的输入端与电源转换模块的输出端正极连接，且标准POE模块的输出端与第一开关模块的第一输入端连接；24V供电模块的输入端与电源转换模块的输出端正极连接，且24V供电模块的输出端与第一开关模块的第二输入端连接；12V供电模块的输入端与电源转换模块的输出端正极连接，且12V供电模块的输出端与第一开关模块的第三输入端连接；第一开关模块的输出端与PSE设备的输出正极V+_POE连通。
第二开关模块的输入端与PSE设备的输出负极V-_POE连通，且第二开关模块的输出端与电源转换模块的输出端负极连接。
MCU模块的两个控制信号输出端分别与第一开关模块和第二开关模块的控制端连接，MCU模块用于控制第一开关模块的切换以及控制第二开关模块的通断。
本实施例中，在第一开关模块的输出端与PSE设备的输出正极之间串联有取样电阻R1，采样电路模块的输入端连接在取样电阻R1的两端，采样电路模块的输出端与MCU模块的信号采集端连接。
该PSE供电设备的工作原理为：
在初始状态下，第一开关模块的第一输入端与其输出端导通，而其第二输入端和第三输入端与其输出端之间为关断状态。在此状态下PSE设备的输出端可以提供48V电源电压。
当PD设备接入后，采样电路模块采集取样电阻R1两端的电压，并将采集到的电压值反馈至MCU模块，MCU模块根据取样电阻R1的端电压和阻值计算出此时的供电电流值，若检测到持续的电流，说明接入的PD设备为标准PD设备，此时第一开关模块不动作，由标准POE供电模块向该标准PD设备供电；若没有检测到持续的电流，说明接入的PD设备为非标准PD设备，此时MCU模块向第一开关模块发送控制信号，使其第一输入端与输出端由导通变为关断，且其第二输入端与输出端由关断变为导通，此时由24V供电模块向PD设备供电；同时MCU模块检测是否有持续电流流向该非标准PD设备，若有持续电流说明该非标准PD设备的供电电压的24V，后续由24V供电模块供电，若没有检测到持续电流，则MCU模块向第一开关模块发送控制信号，使其第二输入端与输出端由导通变为关断，且其第三输入端与输出端由关断变为导通，此时由12V供电模块向该非标准PD设备供电，同时MCU模块检测是否有持续电流流向该非标准PD设备，若检测到持续电流则后续由12V供电模块供电。
如图1所示，本实施例中在标准POE供电模块的输出端与第一开关模块的第一输入端之间串联有瞬态抑制二极管TVS2，瞬态抑制二极管TVS2用来保护后段的IC免受由静电和电源波动引起的意外过电压和浪涌的影响。
在此基础上瞬态抑制二极管TVS2还并联有电容C1，电容C1的作用是在瞬态抑制二极管TVS2开启之前，将瞬态电压干扰暂时存储起来，从而减少其对电路中其他元件的影响。当瞬态抑制二极管TVS2开启后，电容C1会释放存储的电荷，加速瞬态抑制二极管TVS2的开启速度，从而提高其保护效果。
本实施例中还在标准POE供电模块的输出端与第一开关模块的第一输入端之间连接有熔断丝FUSE，熔断丝在遇到大电流时会自动熔断，从而切断标准POE供电模块与PD设备之间的连接，起到保护PSE设备和PD设备的作用。
参照图2，本实施例中的采样电路模块包括采样芯片U1、电容C2、二极管D1以及电阻R2。本实施例中芯片U1的型号为INA220，U1的1号引脚接地，U1的2号引脚连接3.3V电源，U1的4号引脚和5号引脚与MCU模块的信号采集端连接，U1的6号引脚连接3.3V电源，U1的7号引脚接地，电容C2的两端分别与U1的6号引脚和7号引脚连接，二极管D1的正极与U1的7号引脚连接，电阻R2的一端与D1的负极连接且R2的另一端与PSE设备的输出正极V+_POE连接，U1的8号引脚与PSE设备的输出正极V+_POE连接，U1的9号引脚和10号引脚分别连接在取样电阻R1的两端。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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)
1.一种带有自动识别功能的PSE设备，包括用于输出将220V交流市电转换为48V直流电的电源转换模块，其特征是：还包括用于向标准PD设备供电的标准POE供电模块、用于将48V直流电转换为24V直流电的24V供电模块、用于将48V直流电转换为12V直流电的12V供电模块、用于采集PD设备电压和电流信号的采样电路模块，还包括第一开关模块、第二开关模块和MCU模块；所述第一开关模块具有三路输入和一路输出，所述第二开关模块具有一路输入和一路输出；所述标准POE供电模块的输入端与电源转换模块的输出端正极连接，且标准POE模块的输出端与第一开关模块的第一输入端连接；所述24V供电模块的输入端与电源转换模块的输出端正极连接，且24V供电模块的输出端与第一开关模块的第二输入端连接；所述12V供电模块的输入端与电源转换模块的输出端正极连接，且12V供电模块的输出端与第一开关模块的第三输入端连接；所述第一开关模块的输出端与PSE设备的输出正极V+_POE连通；所述第二开关模块的输入端与PSE设备的输出负极V-_POE连通，且第二开关模块的输出端与电源转换模块的输出端负极连接；所述MCU模块的两个控制信号输出端分别与第一开关模块和第二开关模块的控制端连接，MCU模块用于控制第一开关模块的切换以及控制第二开关模块的通断。
2.根据权利要求1所述的带有自动识别功能的PSE设备，其特征是：所述第一开关模块的输出端与PSE设备的输出正极之间串联有取样电阻R1，所述采样电路模块的输入端连接在取样电阻R1的两端，所述采样电路模块的输出端与MCU模块的信号采集端连接。
3.根据权利要求2所述的带有自动识别功能的PSE设备，其特征是：所述采样电路模块包括采样芯片U1、电容C2、二极管D1以及电阻R2，芯片U1的型号为INA220，U1的1号引脚接地，U1的2号引脚连接3.3V电源，U1的4号引脚和5号引脚与MCU模块的信号采集端连接，U1的6号引脚连接3.3V电源，U1的7号引脚接地，电容C2的两端分别与U1的6号引脚和7号引脚连接，二极管D1的正极与U1的7号引脚连接，电阻R2的一端与D1的负极连接且R2的另一端与PSE设备的输出正极V+_POE连接，U1的8号引脚与PSE设备的输出正极V+_POE连接，U1的9号引脚和10号引脚分别连接在取样电阻R1的两端。
4.根据权利要求1所述的带有自动识别功能的PSE设备，其特征是：所述标准POE供电模块的输出端与第一开关模块的第一输入端之间串联有瞬态抑制二极管TVS2。
5.根据权利要求4所述的带有自动识别功能的PSE设备，其特征是：所述瞬态抑制二极管TVS2并联有电容C1。
6.根据权利要求1所述的带有自动识别功能的PSE设备，其特征是：所述标准POE供电模块的输出端与第一开关模块的第一输入端之间连接有熔断丝FUSE。
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