以太網(wǎng)供電系統(tǒng)、控制電路及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供以太網(wǎng)供電系統(tǒng)、控制電路及控制方法。所述以太網(wǎng)供電系統(tǒng)包括：電源適配器，在所述電源適配器的正極端和負(fù)極端之間提供第一供電電壓；供電設(shè)備，在所述供電設(shè)備的正極端和負(fù)極端之間提供第二供電電壓；終端設(shè)備，在所述終端設(shè)備的電源端和接地端之間接收所述第一供電壓和所述第二供電電壓之一作為電源電壓；控制電路，用于在所述電源適配器滿足供電需求時斷開所述供電設(shè)備，在所述電源適配器斷開或欠壓時接入所述供電設(shè)備。該以太網(wǎng)供電系統(tǒng)檢測電源適配器電壓，將其轉(zhuǎn)化為以所述第二供電電壓的參考地作為參考地的開關(guān)控制信號，從而控制供電設(shè)備和電源適配器之間的切換。
【專利說明】
以太網(wǎng)供電系統(tǒng)、控制電路及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及以太網(wǎng)供電系統(tǒng)、控制電路及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 以太網(wǎng)供電（POE,Power over Ehernet)技術(shù)是指在現(xiàn)有以太網(wǎng)布線基礎(chǔ)架構(gòu)的 基礎(chǔ)上，通過網(wǎng)線為一些網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備提供直流供電的技術(shù)。在以太網(wǎng)供電技術(shù)中，網(wǎng)線兼 有傳輸數(shù)據(jù)信號和直流供電的作用。該技術(shù)使終端設(shè)備無需依賴外部電源適配器供電，從 而可以省去電源適配器、供電線纜和插頭，節(jié)省布線與硬件成本。以太網(wǎng)供電已經(jīng)廣泛應(yīng)用 于Vo IP電話、無線AP、視頻監(jiān)控等領(lǐng)域。
[0003] 在很多應(yīng)用場合，用戶希望終端設(shè)備既可以采用以太網(wǎng)供電，也可以采用單獨(dú)的 電源適配器供電。也即，希望以太網(wǎng)供電系統(tǒng)可以兼容電源適配器供電。圖1示出根據(jù)現(xiàn)有 技術(shù)的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)的示意性框圖。該以太網(wǎng)供電系統(tǒng)包括供電設(shè)備PSE(P 〇Wer Sourcing Equipment)、受電設(shè)備]^(Power Device)和電源適配器APD。供電設(shè)備PSE經(jīng)由網(wǎng) 線與受電設(shè)備ro相連接，電源適配器Aro經(jīng)由電源線與受電設(shè)備pd相連接。受電設(shè)備ro選擇 性地從供電設(shè)備PSE和電源適配器Aro之一獲得供電電壓。
[0004] 受電設(shè)備ro包括控制電路roc和終端設(shè)備roT。終端設(shè)備roT經(jīng)由控制電路roc連接 供電設(shè)備PSE，從而采用以太網(wǎng)供電方式獲取電能，并轉(zhuǎn)化為終端設(shè)備PDT所需的電壓。此 外，終端設(shè)備PDT直接連接電源適配器APD，從而采用獨(dú)立供電方式獲取電能?？刂齐娐稰DC 通常包括一個開關(guān)管Q1。在受電設(shè)備ro中發(fā)生浪涌或過流等異常情況時，控制電路roc會控 制開關(guān)管Q1以斷開供電設(shè)備PSE的供電路徑，以進(jìn)行限流保護(hù)。
[0005] 在控制電路roc中，開關(guān)管Q1的源極連接供電設(shè)備PSE負(fù)極端VSS，漏極連接終端設(shè) 備roT的地GND。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時，開關(guān)管Q1導(dǎo)通，供電設(shè)備PSE負(fù)極端VSS與終端設(shè)備roT 的地GND電壓基本相同?？刂齐娐穜oc將供電設(shè)備PSE的輸入電壓V PSE幾乎全部傳輸給受電設(shè) 備PD。如果電源適配器APD連接在終端設(shè)備PDT的兩端，則開關(guān)管Q1的柵極上施加電源第一 供電電壓V APD，使得開關(guān)管Q1斷開，從而電源適配器Aro直接供電。
[0006] 由于控制電路roc的存在，供電設(shè)備pse的以太網(wǎng)供電方式比電源適配器Aro的獨(dú) 立供電方式多一級能量轉(zhuǎn)換，效率更低，因此，在受電設(shè)備ro連接有供電設(shè)備PSE和電源適 配器Aro二者時，優(yōu)先采用電源適配器Aro的獨(dú)立供電方式。
[0007] 然而，在上述的供電方式中，由于開關(guān)管Q1的切換控制方式簡單，可能存在著電源 適配器Aro的電壓異常導(dǎo)致開關(guān)管Q1未能斷開的問題，結(jié)果，供電設(shè)備PSE和電源適配器Aro 之間將產(chǎn)生路徑，使得二者之間出現(xiàn)電流回灌，從而導(dǎo)致電路損壞。
[0008] 因此，在以太網(wǎng)供電系統(tǒng)中，期望進(jìn)一步改進(jìn)以太網(wǎng)供電系統(tǒng)、控制電路及控制方 法，以避免供電設(shè)備和電源適配器之間的電流回灌，從而提高電路的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種以太網(wǎng)供電系統(tǒng)、控制電路及控制方法，用 于兼容電源適配器的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，其中采用檢測模塊檢測電源適配器的供電電壓，根 據(jù)檢測信號接入或斷開供電設(shè)備，從而控制供電設(shè)備和電源適配器之間的切換。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，包括：電源適配器，在所述電源 適配器的正極端和負(fù)極端之間提供第一供電電壓;供電設(shè)備，在所述供電設(shè)備的正極端和 負(fù)極端之間提供第二供電電壓;終端設(shè)備，分別與所述電源適配器和所述供電設(shè)備相連接， 在所述終端設(shè)備的電源端和接地端之間接收所述第一供電壓和所述第二供電電壓之一作 為電源電壓;控制電路，連接在所述供電設(shè)備和所述終端設(shè)備之間，用于在所述電源適配器 滿足供電需求時斷開所述供電設(shè)備，在所述電源適配器斷開或欠壓時接入所述供電設(shè)備， 其中，所述控制電路包括檢測模塊和開關(guān)管，所述檢測模塊的輸出端連接至所述開關(guān)管的 控制端，用于將所述第一供電電壓的檢測信號轉(zhuǎn)換為開關(guān)控制信號，從而控制所述開關(guān)管 的導(dǎo)通和斷開，所述檢測信號以所述第一供電電壓的參考地作為參考地，所述開關(guān)控制信 號以所述第二供電電壓的參考地作為參考地。
[0011] 優(yōu)選地，還包括電壓采樣模塊，所述電壓采樣模塊連接在所述電源適配器的正極 端和負(fù)極端之間，用于產(chǎn)生所述檢測信號。
[0012] 優(yōu)選地，所述電壓采樣模塊為電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，所述電阻分壓網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)連接的 第一電阻和第二電阻。
[0013] 優(yōu)選地，還包括第一二極管，所述電源適配器的正極端經(jīng)由所述第一二極管連接 至所述終端設(shè)備的電源端，從而形成從所述電源適配器的正極端至所述終端設(shè)備的電源端 的單向電流路徑。
[0014] 優(yōu)選地，還包括第二二極管，所述供電設(shè)備的負(fù)極端經(jīng)由所述第二二極管連接至 所述終端設(shè)備的接地端，從而在所述開關(guān)管斷開時形成從所述供電設(shè)備的負(fù)極端至所述終 端設(shè)備的接地端的單向電流路徑。
[0015] 優(yōu)選地，所述開關(guān)管具有體二極管，所述供電設(shè)備的負(fù)極端經(jīng)由所述體二極管連 接至所述終端設(shè)備的接地端，從而在所述開關(guān)管斷開時形成從所述供電設(shè)備的負(fù)極端至所 述終端設(shè)備的接地端的單向電流路徑。
[0016] 優(yōu)選地，還包括整流橋，所述整流橋的第一輸入端和第二輸入端分別連接所述供 電設(shè)備的正極端和負(fù)極端，所述整流橋的第一輸出端和第二輸出端分別連接至所述終端設(shè) 備的電源?而和接地立而。
[0017] 優(yōu)選地，所述檢測模塊包括依次連接的反相放大器、反相器和邏輯電路，所述檢測 模塊接收所述第一供電電壓的檢測信號，所述邏輯電路提供所述開關(guān)控制信號。
[0018] 優(yōu)選地，所述反相放大器包括依次串聯(lián)連接在所述終端設(shè)備的電源端和所述供電 設(shè)備的負(fù)極端之間的第一晶體管、第三電阻和第四電阻，以及與所述第四電阻并聯(lián)連接的 第一齊納二極管，所述第一晶體管的控制端接收所述檢測信號，所述第一齊納二極管的兩 端獲得第一電壓信號，所述反相器和所述邏輯電路分別對所述第一電壓信號進(jìn)行反相和邏 輯控制從而獲得所述開關(guān)控制信號。
[0019]優(yōu)選地，所述第一晶體管為Ρ型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。
[0020]優(yōu)選地，所述反相放大器包括依次串聯(lián)連接在所述終端設(shè)備的電源端和接地端之 間的第五電阻、第六電阻和第二晶體管，以及依次串聯(lián)連接在所述終端設(shè)備的電源端和所 述供電設(shè)備的負(fù)極端之間的第三晶體管、第七電阻和第八電阻，以及與所述第五電阻并聯(lián) 連接的第二齊納二極管、與所述第八電阻并聯(lián)連接的第三齊納二極管，所述第二晶體管的 控制端接收所述檢測信號，所述第三晶體管的控制端連接至所述第五電阻和所述第六電阻 的中間節(jié)點(diǎn)，所述第三齊納二極管的兩端獲得第一電壓信號，所述反相器和所述邏輯電路 分別對所述第一電壓信號進(jìn)行反相和邏輯控制從而獲得所述開關(guān)控制信號。
[0021] 優(yōu)選地，所述第二晶體管為N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，所述第三晶體管 為P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種以太網(wǎng)供電控制電路，連接在供電設(shè)備和終端 設(shè)備之間，用于根據(jù)電源適配器的第一供電電壓，接入或斷開所述供電設(shè)備，所述供電設(shè)備 提供第二供電電壓，所述以太網(wǎng)供電控制電路包括:檢測模塊；以及開關(guān)管，其中，所述檢測 模塊的輸出端連接至所述開關(guān)管的控制端，用于將所述第一供電電壓的檢測信號轉(zhuǎn)換為開 關(guān)控制信號，從而控制所述開關(guān)管的導(dǎo)通和斷開，所述檢測信號以所述第一供電電壓的參 考地作為參考地，所述開關(guān)控制信號以所述第二供電電壓的參考地作為參考地。
[0023] 優(yōu)選地，所述檢測模塊包括依次連接的反相放大器、反相器和邏輯電路，所述檢測 模塊接收所述第一供電電壓的檢測信號，所述邏輯電路提供所述開關(guān)控制信號。
[0024] 優(yōu)選地，所述反相放大器包括依次串聯(lián)連接在所述終端設(shè)備的電源端和所述供電 設(shè)備的負(fù)極端之間的第一晶體管、第三電阻和第四電阻，以及與所述第四電阻并聯(lián)連接的 第一齊納二極管，所述第一晶體管的控制端接收所述檢測信號，所述第一齊納二極管的兩 端獲得第一電壓信號，所述反相器和所述邏輯電路分別對所述第一電壓信號進(jìn)行反相和邏 輯控制從而獲得所述開關(guān)控制信號。
[0025] 優(yōu)選地，所述第一晶體管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。
[0026] 優(yōu)選地，所述反相放大器包括依次串聯(lián)連接在所述終端設(shè)備的電源端和接地端之 間的第五電阻、第六電阻和第二晶體管，以及依次串聯(lián)連接在所述終端設(shè)備的電源端和所 述供電設(shè)備的負(fù)極端之間的第三晶體管、第七電阻和第八電阻，以及與所述第五電阻并聯(lián) 連接的第二齊納二極管、與所述第八電阻并聯(lián)連接的第三齊納二極管，所述第二晶體管的 控制端接收所述檢測信號，所述第三晶體管的控制端連接至所述第五電阻和所述第六電阻 的中間節(jié)點(diǎn)，所述第三齊納二極管的兩端獲得第一電壓信號，所述反相器和所述邏輯電路 分別對所述第一電壓信號進(jìn)行反相和邏輯控制從而獲得所述開關(guān)控制信號。
[0027]優(yōu)選地，所述第二晶體管為N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，所述第三晶體管 為P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種以太網(wǎng)供電控制方法，包括:檢測第一供電電 壓，以產(chǎn)生所述第一供電電壓的檢測信號；將所述第一供電電壓的檢測信號轉(zhuǎn)換為開關(guān)控 制信號；以及采用所述開關(guān)控制信號接入或斷開第二供電電壓，其中，所述檢測信號以所述 第一供電電壓的參考地作為參考地，所述開關(guān)控制信號以所述第二供電電壓的參考地作為 參考地。
[0029]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施所述的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，在所述電源適配器滿足供電需求時斷開 所述供電設(shè)備，在所述電源適配器斷開或欠壓時接入所述供電設(shè)備。該以太網(wǎng)供電系統(tǒng)檢 測電源適配器電壓，將其轉(zhuǎn)化為以供電設(shè)備電壓的參考地作為參考地的開關(guān)控制信號，從 而實(shí)現(xiàn)了浮地電壓檢測功能。因此，該以太網(wǎng)供電系統(tǒng)檢測電源適配器電壓，將其轉(zhuǎn)化為以 所述第二供電電壓的參考地作為參考地的開關(guān)控制信號，從而控制供電設(shè)備和電源適配器 之間的切換，從而可以提高電路的可靠性，以及減小控制電路的靜態(tài)電流。
[0030] 在優(yōu)選的實(shí)施例中，采用第一二極管形成從所述電源適配器的正極端至所述終端 設(shè)備的電源端的單向電流路徑，從而防止從供電設(shè)備向電源適配器的電流回灌，以及采用 第二二極管，在所述開關(guān)管斷開時形成從所述供電設(shè)備的負(fù)極端至所述終端設(shè)備的接地端 的單向電流路徑，從而可以保證控制電路仍處于供電待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)電源適配器斷電或欠壓 后，可以及時恢復(fù)供電設(shè)備供電。
【附圖說明】
[0031] 通過以下參照附圖對本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和 優(yōu)點(diǎn)將更為清楚。
[0032] 圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)的示意性框圖。
[0033] 圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)的示意性框圖。
[0034] 圖3為在圖2的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)中使用的一種控制電路的示意性電路圖。
[0035] 圖4為在圖2的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)中使用的另一種控制電路的示意性電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 以下將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明。在各個附圖中，相同的元件采用類似的附 圖標(biāo)記來表示。為了清楚起見，附圖中的各個部分沒有按比例繪制。此外，可能未示出某些 公知的部分。
[0037] 在下文中描述了本發(fā)明的許多特定的細(xì)節(jié)，例如器件的結(jié)構(gòu)、材料、尺寸、處理工 藝和技術(shù)，以便更清楚地理解本發(fā)明。但正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解的那樣，可以不按 照這些特定的細(xì)節(jié)來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
[0038] 本發(fā)明人注意到，在以太網(wǎng)供電系統(tǒng)中，如果希望同時電源適配器供電，則以太網(wǎng) 供電系統(tǒng)需要解決如下問題:在供電設(shè)備電壓Vpse與第一供電電壓V APD同時存在時，應(yīng)當(dāng)避 免兩個供電設(shè)備之間產(chǎn)生路徑，防止電流回灌。另外，以太網(wǎng)供電系統(tǒng)中的檢測模塊，應(yīng)當(dāng) 檢測以終端設(shè)備TOT的地GND為參考的電源適配器電壓，將檢測信號轉(zhuǎn)換成以供電設(shè)備負(fù)極 端VSS為參考的開關(guān)控制信號。該以太網(wǎng)供電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包括應(yīng)用于浮地的檢測模塊。
[0039] 為了解決上述問題，本發(fā)明人提出了一種兼容電源適配器供電的以太網(wǎng)供電系 統(tǒng)，其中，當(dāng)檢測模塊roc檢測到電源適配器電壓滿足供電需求時，將供電設(shè)備斷開，采用電 源適配器供電，當(dāng)檢測模塊PDC檢測到電源適配器斷開或欠壓時，將供電設(shè)備接入。由于供 電設(shè)備與電源適配器之間沒有電流路徑，因此不會因出現(xiàn)電流回灌的現(xiàn)象而相互影響。本 發(fā)明人還提供了兩種應(yīng)用于以太網(wǎng)供電系統(tǒng)中的檢測模塊，用于檢測電源適配器電壓，并 且將檢測信號轉(zhuǎn)化為以供電設(shè)備負(fù)極端VSS為參考的開關(guān)控制信號，從而控制電源適配器 的接入或斷開。
[0040] 本發(fā)明可以各種形式呈現(xiàn)，以下將描述其中一些示例。
[0041] 圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)的示意性框圖。該以太網(wǎng)供電系統(tǒng)包 括供電設(shè)備PSE、受電設(shè)備PD和電源適配器APD。供電設(shè)備PSE經(jīng)由網(wǎng)線與受電設(shè)備PD相連 接，電源適配器APD經(jīng)由電源線與受電設(shè)備PD相連接。受電設(shè)備PD選擇性地從供電設(shè)備PSE 和電源適配器Aro之一獲得供電電壓，其中電源適配器Aro提供第一供電電壓V APD，供電設(shè)備 PSE提供第二供電電壓VPSE。供電設(shè)備PSE可以與控制電路roc進(jìn)行通信相互識別。
[0042] 受電設(shè)備pd包括控制電路pdc和終端設(shè)備roT。終端設(shè)備roT經(jīng)由控制電路roc連接 供電設(shè)備pse，采用以太網(wǎng)供電方式獲取電能。此外，終端設(shè)備tot直接連接電源適配器Aro， 采用獨(dú)立供電方式獲取電能。
[0043] 在受電設(shè)備ro連接有供電設(shè)備PSE和電源適配器Aro二者時，優(yōu)先采用電源適配器 Aro的獨(dú)立供電方式。當(dāng)電源適配器Aro斷開或欠壓時，將供電設(shè)備pse接入進(jìn)行供電。
[0044]進(jìn)一步地，以太網(wǎng)供電系統(tǒng)還包括電壓采樣模塊APDS、第一濾波電容Cin、第二濾 波電容Co、第一二極管D1、以及第二二極管D2。
[0045]電壓采樣模塊APDS連接在電源適配器AH)的正極端和負(fù)極端之間，用于對電源適 配器AH)提供的第一供電電壓Vapd進(jìn)行米樣，從而獲得用于表征第一供電電壓Vapd的檢測信 號Vs。例如，電壓采樣模塊APDS為電阻分壓網(wǎng)絡(luò)，包括彼此串聯(lián)連接的電阻R1和R2，以及在 電阻R1和R2的中間節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生與第一供電電壓Va?的檢測信號Vs。
[0046] 第一濾波電容Cin連接在供電設(shè)備PSE的正極端和負(fù)極端之間，用于對供電設(shè)備 PSE提供的供電電壓進(jìn)行濾波。第二濾波電容Co連接在終端設(shè)備PDT的電源端VDD和接地端 GND之間，用于對終端設(shè)備TOT的供電電壓進(jìn)行濾波。
[0047] 第一二極管D1的陽極連接至電源適配器Aro的正極端，陰極連接至終端設(shè)備TOT的 電源端VDD。第二二極管D2的陽極連接至供電設(shè)備PSE的負(fù)極端，陰極連接至終端設(shè)備TOT的 接地端VDD。第一二極管D1和第二二極管D2單向?qū)?，因而，在圖2所示位置加入二極管，可 以保證供電設(shè)備PSE與電源適配器AH)不會互相影響。
[0048] 第一二極管D1形成電源適配器Aro的正極端至終端設(shè)備TOT的電源端VDD的單向?qū)?通路徑，從而可以防止電流回灌入電源適配器Aro中。第二二極管D2形成供電設(shè)備PSE的負(fù) 極端VSS到終端設(shè)備PDT的接地端GND的單向?qū)窂?，從而可以防止電流回灌入供電設(shè)備 PSE 中。
[0049]在電源適配器APD供電時，第二二極管D2允許供電設(shè)備PSE的負(fù)極端VSS到終端設(shè) 備roT的接地端gnd存在電流路徑，從而可以保證控制電路roc仍處于供電待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)電源 適配器斷電或欠壓后，可以及時恢復(fù)供電設(shè)備PSE供電。
[0050]控制電路PDC與電壓采樣模塊APDS相連接，以接收檢測信號Vs?？刂齐娐稰DC包括 檢測模塊APDD和開關(guān)管Q1。在本申請中，開關(guān)管Q1例如是Hotswap管（即熱切換管）。開關(guān)管 Q1連接在終端設(shè)備PDT的接地端GND和供電設(shè)備PSE的負(fù)極端VSS之間，將控制電路H)C的供 電設(shè)備PSE的負(fù)極端VSS與終端設(shè)備roT的接地端GND隔開，起到隔離與限流保護(hù)作用。
[0051 ]在控制電路roc中，檢測模塊APDD的輸入端接收檢測信號Vs，輸出端提供開關(guān)控制 信號APD_EN。檢測模塊APDD根據(jù)采樣電壓Vs，判斷電源適配器電壓是否滿足供電條件。若電 源適配器電壓達(dá)到供電要求，則將開關(guān)管Q1斷開，從而將供電設(shè)備PSE供電切換至電源適配 器AH)供電。若電源適配器電壓未達(dá)到供電要求，則將開關(guān)管Q1導(dǎo)通，從而將電源適配器AH) 供電切換至電供電設(shè)備PSE供電。
[0052]在優(yōu)選的實(shí)施例中，以太網(wǎng)供電系統(tǒng)還包括整流橋RB。該整流橋RB連接在供電設(shè) 備PSE和第一濾波電容Cin之間。無論供電設(shè)備PSE為正相接入還是反相接入，輸入到控制電 路PDC的電源端VDD的電壓均為正電壓。整流橋RB的兩個輸入端連接至供電設(shè)備PSE的正極 端和負(fù)極端，兩個輸出端之間提供第二供電電壓Vpse。
[0053] 此外，在上述的實(shí)施例中，采用單獨(dú)的第二二極管D2用于形成供電設(shè)備PSE的負(fù)極 端VSS到終端設(shè)備PDT的接地端GND的單向?qū)窂?。在替代的?shí)施例中，如果開關(guān)管Q1的體 二極管D3可以代替第二二極管D2的作用，則可以省去第二二極管D2。
[0054] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，電源適配器Aro提供的第一供電電壓VAPD需 要達(dá)到一定電壓值才能滿足終端設(shè)備tot要求，之后檢測模塊pdc發(fā)出開關(guān)控制信號，將開 關(guān)管Q1斷開，控制電路PDC待機(jī)鎖定，此時供電設(shè)備PSE供電回路斷開，轉(zhuǎn)由電源適配器供 電。
[0055] 在以太網(wǎng)供電系統(tǒng)中，電源適配器APD與控制電路PDC是不共地的?？刂齐娐稰DC中 的檢測模塊APDD是浮地的電壓檢測模塊，從而可以將以電源適配器地為參考的采樣電壓Vs 轉(zhuǎn)化成以控制電路地為參考的開關(guān)控制信號。另外，在以太網(wǎng)供電系統(tǒng)中，控制電路PDC的 靜態(tài)電流很小，從而在供電設(shè)備PSE檢測受電設(shè)備ro時不會影響特征電阻檢測功能。
[0056] 圖3為在圖2的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)中使用的一種控制電路的示意性電路圖。電壓采樣 模塊APDS包括彼此串聯(lián)連接的電阻R1和R2，控制電路H)C包括檢測模塊APDD和開關(guān)管Q1。檢 測模塊APDD從電阻R1和R2的中間節(jié)點(diǎn)獲得檢測信號Vs，并且根據(jù)檢測信號Vs產(chǎn)生開關(guān)控制 信號 ΑΗ)_ΕΝ。
[0057] 檢測模塊APDD包括反相放大器101、反相器U1和邏輯電路APDC。反相放大器101包 括依次串聯(lián)在終端設(shè)備PDT的電源端VDD和供電設(shè)備PSE的負(fù)極端VSS之間的P型M0SFET(金 屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)M1、電阻R3和R4,以及與電阻R4并聯(lián)連接的齊納二極管D3。 在齊納二極管D3的兩端產(chǎn)生第一電壓信號V D3。反相器U1和邏輯電路APDC依次連接。反相器 U1接收第一電壓信號VD3,邏輯電路APDC的輸出端則提供開關(guān)控制信號ΑΗ)_ΕΝ。該檢測模塊 APDD接收的檢測信號Vs以終端設(shè)備TOT的地GND為參考。
[0058] 開關(guān)控制信號Vapd_EN由下式?jīng)Q定：
[0060] 其中，Vthp表示P型M0SFETM1的閾值電壓。
[0061 ] 當(dāng)?shù)谝还╇婋妷篤APD (以終端設(shè)備TOT的地GND)達(dá)到電源適配器APD的供電電壓閾 值時，檢測模塊H)C中的P型M0SFETM1導(dǎo)通，齊納二極管D3兩端的第一電壓信號VD3由低變高， 經(jīng)反相器U1送至邏輯電路APDC，經(jīng)邏輯轉(zhuǎn)換后將開關(guān)控制信號APD_EN置1?？刂齐娐稰DC接 收到APD_EN信號后將開關(guān)管Q1斷開，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，系統(tǒng)由供電設(shè)備PSE供電切換成電源適 配器AH)供電。
[0062] 當(dāng)?shù)谝还╇婋妷篤Aro欠壓或斷開時，檢測模塊H)C中的P型M0SFETM1處于斷開狀態(tài)， 第一電壓信號VD3由高變低，開關(guān)控制信號APD_EN置0。此時控制電路roc導(dǎo)通開關(guān)管Q1，與供 電設(shè)備PSE重新進(jìn)行通信識別，恢復(fù)供電設(shè)備PSE供電。
[0063]該檢測模塊APDD接收以浮地端（即終端設(shè)備TOT的接地端GND)為參考的檢測信號 Vs，將檢測信號Vs轉(zhuǎn)換成以供電設(shè)備PSE的負(fù)極端VSS為參考的開關(guān)控制信號APD_EN，從而 實(shí)現(xiàn)了浮地電壓檢測功能。在電源適配器欠壓或斷開時，該檢測模塊APDD不會產(chǎn)生額外的 靜態(tài)電流，對供電設(shè)備PSE供電過程不產(chǎn)生任何影響。
[0064]圖4為在圖2的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)中使用的另一種控制電路的示意性電路圖。電壓采 樣模塊APDS包括彼此串聯(lián)連接的電阻R1和R2,控制電路H)C包括檢測模塊APDD和開關(guān)管Q1。 檢測模塊APDD從電阻R1和R2的中間節(jié)點(diǎn)獲得檢測信號Vs，并且根據(jù)檢測信號Vs產(chǎn)生開關(guān)控 制信號ΑΗ)_ΕΝ。
[0065] 檢測模塊APDD包括反相放大器201、反相器U1和邏輯電路APDC。反相放大器201包 括依次串聯(lián)在終端設(shè)備PDT的電源端VDD和終端設(shè)備PDT的地GND之間的電阻R5和R6、N型 M0SFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)M2,以及與電阻R5并聯(lián)連接的齊納二極管D5,還 包括依次串聯(lián)在終端設(shè)備PDT的電源端VDD和供電設(shè)備PSE的負(fù)極端VSS之間的P型M0SFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)M3、電阻R7和R8,以及與電阻R8并聯(lián)連接的齊納二極管 D3。在齊納二極管D6的兩端產(chǎn)生第二電壓信號V D6。反相器U1和邏輯電路APDC依次連接。反相 器U1接收第二電壓信號VD6，邏輯電路APDC的輸出端則提供開關(guān)控制信號APD_EN。該檢測模 士夬APDD接收的檢測信號Vs以終端設(shè)備TOT的地GND為參考。
[0066] 開關(guān)控制信號Vapd_EN由下式?jīng)Q定：
[0068] 其中，Vthn表示N型M0SFETM2的閾值電壓。
[0069] 當(dāng)?shù)谝还╇婋妷篤APD (以終端設(shè)備TOT的地GND)達(dá)到電源適配器APD的供電電壓閾 值時，檢測模塊H)C中的N型M0SFETM2導(dǎo)通，使得齊納二極管D5導(dǎo)通。電阻R5兩端的第三電壓 信號VD5由低變高。第三電壓信號￥此達(dá)到齊納二極管D5的反向擊穿電壓時，P型M0SFETM3導(dǎo) 通。電阻R8兩端的第二電壓信號V D6由低變高，使得齊納二極管D6導(dǎo)通。第二電壓信號VD6經(jīng)反 相器U1送至邏輯電路APDC，經(jīng)邏輯轉(zhuǎn)換后將開關(guān)控制信號APD_EN置1?？刂齐娐稰DC接收到 APD_EN信號后將開關(guān)管Q1斷開，進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，系統(tǒng)由供電設(shè)備PSE供電切換成電源適配器 Aro供電。
[0070] 當(dāng)?shù)谝还╇婋妷篤apd欠壓或斷開時，檢測模塊PDC中的N型M0SFETM2和P型M0SFETM3 均處于斷開狀態(tài)，第二電壓信號V D6由高變低，開關(guān)控制信號APD_EN置0。此時控制電路H)C導(dǎo) 通開關(guān)管Q1，與供電設(shè)備PSE重新進(jìn)行通信識別，恢復(fù)供電設(shè)備PSE供電。
[0071] 該檢測模塊APDD接收以浮地端（即終端設(shè)備roT的接地端GND)為參考的檢測信號 Vs，將檢測信號Vs轉(zhuǎn)換成以供電設(shè)備PSE的負(fù)極端VSS為參考的開關(guān)控制信號APD_EN，從而 實(shí)現(xiàn)了浮地電壓檢測功能。在電源適配器欠壓或斷開時，該檢測模塊APDD不會產(chǎn)生額外的 靜態(tài)電流，對供電設(shè)備PSE供電過程不產(chǎn)生任何影響。
[0072]以上兩個實(shí)例的控制電路在電源適配器欠壓或斷開時，檢測模塊PDC中的M0SFET 均處于斷開狀態(tài)，不會產(chǎn)生額外的靜態(tài)電流。因此對供電設(shè)備PSE供電過程中的檢測過程不 會產(chǎn)生影響，適合用于以太網(wǎng)供電系統(tǒng)。
[0073]綜上所述，本專利提出了一種兼容電源適配器Aro供電的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，當(dāng)控制 電路PDC檢測到電源適配器電壓滿足供電需求時，將供電設(shè)備PSE供電切換為電源適配器 Aro供電，當(dāng)電源適配器斷開或欠壓時返回供電設(shè)備PSE供電；保證供電設(shè)備PSE與電源適配 器之間沒有電流路徑，不會出現(xiàn)電流回灌的現(xiàn)象。本發(fā)明還提供了兩種不同形式的應(yīng)用于 以太網(wǎng)供電系統(tǒng)中的檢測模塊roc，可以檢測以電源適配器負(fù)極為參考的電源適配器電壓， 將其轉(zhuǎn)化為以供電設(shè)備PSE負(fù)極為參考的開關(guān)控制信號，控制控制電路PDC對供電電源進(jìn)行 切換。該電路在電源適配器欠壓或斷開時不會產(chǎn)生額外的靜態(tài)電流，對供電設(shè)備PSE供電過 程不產(chǎn)生任何影響。
[0074] 應(yīng)當(dāng)說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實(shí) 體或者操作與另一個實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存 在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋 非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要 素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備 所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個……"限定的要素，并不排除在 包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0075] 依照本發(fā)明的實(shí)施例如上文所述，這些實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不 限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施例。顯然，根據(jù)以上描述，可作很多的修改和變化。本說明 書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬 技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地利用本發(fā)明以及在本發(fā)明基礎(chǔ)上的修改使用。本發(fā)明僅受權(quán)利 要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【主權(quán)項】
1. 一種以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，包括： 電源適配器，在所述電源適配器的正極端和負(fù)極端之間提供第一供電電壓； 供電設(shè)備，在所述供電設(shè)備的正極端和負(fù)極端之間提供第二供電電壓； 終端設(shè)備，分別與所述電源適配器和所述供電設(shè)備相連接，在所述終端設(shè)備的電源端 和接地端之間接收所述第一供電壓和所述第二供電電壓之一作為電源電壓； 控制電路，連接在所述供電設(shè)備和所述終端設(shè)備之間，用于在所述電源適配器滿足供 電需求時斷開所述供電設(shè)備，在所述電源適配器斷開或欠壓時接入所述供電設(shè)備， 其中，所述控制電路包括檢測模塊和開關(guān)管，所述檢測模塊的輸出端連接至所述開關(guān) 管的控制端，用于將所述第一供電電壓的檢測信號轉(zhuǎn)換為開關(guān)控制信號，從而控制所述開 關(guān)管的導(dǎo)通和斷開， 所述檢測信號以所述第一供電電壓的參考地作為參考地，所述開關(guān)控制信號以所述第 二供電電壓的參考地作為參考地。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，還包括電壓采樣模塊，所述電壓采樣模塊連 接在所述電源適配器的正極端和負(fù)極端之間，用于產(chǎn)生所述檢測信號。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，其中，所述電壓采樣模塊為電阻分壓網(wǎng)絡(luò)， 所述電阻分壓網(wǎng)絡(luò)包括串聯(lián)連接的第一電阻和第二電阻。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，還包括第一二極管，所述電源適配器的正極 端經(jīng)由所述第一二極管連接至所述終端設(shè)備的電源端，從而形成從所述電源適配器的正極 端至所述終端設(shè)備的電源端的單向電流路徑。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，還包括第二二極管，所述供電設(shè)備的負(fù)極端 經(jīng)由所述第二二極管連接至所述終端設(shè)備的接地端，從而在所述開關(guān)管斷開時形成從所述 供電設(shè)備的負(fù)極端至所述終端設(shè)備的接地端的單向電流路徑。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，其中，所述開關(guān)管具有體二極管，所述供電 設(shè)備的負(fù)極端經(jīng)由所述體二極管連接至所述終端設(shè)備的接地端，從而在所述開關(guān)管斷開時 形成從所述供電設(shè)備的負(fù)極端至所述終端設(shè)備的接地端的單向電流路徑。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，還包括整流橋，所述整流橋的第一輸入端和 第二輸入端分別連接所述供電設(shè)備的正極端和負(fù)極端，所述整流橋的第一輸出端和第二輸 出端分別連接至所述終端設(shè)備的電源端和接地端。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，其中，所述檢測模塊包括依次連接的反相放 大器、反相器和邏輯電路，所述檢測模塊接收所述第一供電電壓的檢測信號，所述邏輯電路 提供所述開關(guān)控制信號。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，其中，所述反相放大器包括依次串聯(lián)連接在 所述終端設(shè)備的電源端和所述供電設(shè)備的負(fù)極端之間的第一晶體管、第三電阻和第四電 阻，以及與所述第四電阻并聯(lián)連接的第一齊納二極管， 所述第一晶體管的控制端接收所述檢測信號，所述第一齊納二極管的兩端獲得第一電 壓信號，所述反相器和所述邏輯電路分別對所述第一電壓信號進(jìn)行反相和邏輯控制從而獲 得所述開關(guān)控制信號。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，其中，所述第一晶體管為P型金屬氧化物半 導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，其中，所述反相放大器包括依次串聯(lián)連接 在所述終端設(shè)備的電源端和接地端之間的第五電阻、第六電阻和第二晶體管，以及依次串 聯(lián)連接在所述終端設(shè)備的電源端和所述供電設(shè)備的負(fù)極端之間的第三晶體管、第七電阻和 第八電阻，以及與所述第五電阻并聯(lián)連接的第二齊納二極管、與所述第八電阻并聯(lián)連接的 第三齊納二極管， 所述第二晶體管的控制端接收所述檢測信號，所述第三晶體管的控制端連接至所述第 五電阻和所述第六電阻的中間節(jié)點(diǎn)， 所述第三齊納二極管的兩端獲得第一電壓信號，所述反相器和所述邏輯電路分別對所 述第一電壓信號進(jìn)行反相和邏輯控制從而獲得所述開關(guān)控制信號。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的以太網(wǎng)供電系統(tǒng)，其中，所述第二晶體管為N型金屬氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，所述第三晶體管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。13. -種以太網(wǎng)供電控制電路，連接在供電設(shè)備和終端設(shè)備之間，用于根據(jù)電源適配器 的第一供電電壓，接入或斷開所述供電設(shè)備，所述供電設(shè)備提供第二供電電壓，所述以太網(wǎng) 供電控制電路包括： 檢測模塊；以及 開關(guān)管， 其中，所述檢測模塊的輸出端連接至所述開關(guān)管的控制端，用于將所述第一供電電壓 的檢測信號轉(zhuǎn)換為開關(guān)控制信號，從而控制所述開關(guān)管的導(dǎo)通和斷開， 所述檢測信號以所述第一供電電壓的參考地作為參考地，所述開關(guān)控制信號以所述第 二供電電壓的參考地作為參考地。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的以太網(wǎng)供電控制電路，所述檢測模塊包括依次連接的反相 放大器、反相器和邏輯電路，所述檢測模塊接收所述第一供電電壓的檢測信號，所述邏輯電 路提供所述開關(guān)控制信號。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的以太網(wǎng)供電控制電路，其中，所述反相放大器包括依次串聯(lián) 連接在所述終端設(shè)備的電源端和所述供電設(shè)備的負(fù)極端之間的第一晶體管、第三電阻和第 四電阻，以及與所述第四電阻并聯(lián)連接的第一齊納二極管， 所述第一晶體管的控制端接收所述檢測信號，所述第一齊納二極管的兩端獲得第一電 壓信號，所述反相器和所述邏輯電路分別對所述第一電壓信號進(jìn)行反相和邏輯控制從而獲 得所述開關(guān)控制信號。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的以太網(wǎng)供電控制電路，其中，所述第一晶體管為P型金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的以太網(wǎng)供電控制電路，其中，所述反相放大器包括依次串聯(lián) 連接在所述終端設(shè)備的電源端和接地端之間的第五電阻、第六電阻和第二晶體管，以及依 次串聯(lián)連接在所述終端設(shè)備的電源端和所述供電設(shè)備的負(fù)極端之間的第三晶體管、第七電 阻和第八電阻，以及與所述第五電阻并聯(lián)連接的第二齊納二極管、與所述第八電阻并聯(lián)連 接的第三齊納二極管， 所述第二晶體管的控制端接收所述檢測信號，所述第三晶體管的控制端連接至所述第 五電阻和所述第六電阻的中間節(jié)點(diǎn)， 所述第三齊納二極管的兩端獲得第一電壓信號，所述反相器和所述邏輯電路分別對所 述第一電壓信號進(jìn)行反相和邏輯控制從而獲得所述開關(guān)控制信號。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的以太網(wǎng)供電控制電路，其中，所述第二晶體管為N型金屬氧 化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，所述第三晶體管為P型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。19. 一種以太網(wǎng)供電控制方法，包括： 檢測第一供電電壓，以產(chǎn)生所述第一供電電壓的檢測信號； 將所述第一供電電壓的檢測信號轉(zhuǎn)換為開關(guān)控制信號；以及 采用所述開關(guān)控制信號接入或斷開第二供電電壓， 其中，所述檢測信號以所述第一供電電壓的參考地作為參考地，所述開關(guān)控制信號以 所述第二供電電壓的參考地作為參考地。
【文檔編號】H04L12/10GK106027268SQ201610521662
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】王晨陽, 寧志華
【申請人】杭州士蘭微電子股份有限公司