一種poe以太網(wǎng)絡(luò)提供電涌能量控制的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】對POE以太網(wǎng)絡(luò)提供電涌能量控制的系統(tǒng)，其在以太網(wǎng)輸入端子單元的信號線對上連接有網(wǎng)絡(luò)變壓器，電源輸入端子單元連接在網(wǎng)絡(luò)變壓器的原邊中間抽頭上，通過網(wǎng)絡(luò)變壓器將電源和以太網(wǎng)信號進行合路，并通過POE輸出端子單元輸出，POE輸出端子單元中的每個POE輸出端子對地之間分別連接有多層間隙氣體放電管。本發(fā)明采用了多間隙放電管和自啟動電路，增加弧光電壓熄弧，從而避免了由于直流電源沒有過零導(dǎo)致的陶瓷氣體放電管起弧發(fā)熱現(xiàn)象。而且自帶啟動電路，避免了多間隙高電壓啟動延時。本發(fā)明將網(wǎng)絡(luò)變壓器用于信號和電源的多路退耦電路中，網(wǎng)絡(luò)保護元件自帶電流檢測能力，超出溢出電流時，電涌電流被阻斷無法通過電路對后級設(shè)備造成危害。
【專利說明】—種POE以太網(wǎng)絡(luò)提供電涌能量控制的系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開一種POE系統(tǒng)，特別是一種對POE以太網(wǎng)絡(luò)提供電涌能量控制的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]POE (Power Over Ethernet)指的是在現(xiàn)有的以太網(wǎng)Cat.5布線基礎(chǔ)架構(gòu)不作任何改動的情況下，為一些基于IP的終端的設(shè)備如IP電話機、無線局域網(wǎng)接入點AP、POE網(wǎng)絡(luò)打印機或網(wǎng)絡(luò)攝像機等在傳輸數(shù)據(jù)信號的同時，為其提供直流供電。POE也被稱為基于局域網(wǎng)的供電系統(tǒng)(Power over LAN,簡稱POL)、有源以太網(wǎng)(Active Ethernet)或以太網(wǎng)供電等，是利用現(xiàn)存標準以太網(wǎng)傳輸電纜的同時傳送數(shù)據(jù)和電功率的最新標準規(guī)范，并保持了與現(xiàn)存以太網(wǎng)系統(tǒng)和用戶的兼容性。
[0003]隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，各種新技術(shù)應(yīng)用到產(chǎn)品中POE作為一種新的互聯(lián)網(wǎng)電源解決方案，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。采用POE供電的以太網(wǎng)產(chǎn)品時，由于網(wǎng)線中復(fù)用了頻率較高的數(shù)字信號和直流電源，當(dāng)外界遭受雷電電涌干擾時，普通的POE合路器無法承受高電壓和雷電電磁感應(yīng)電流，導(dǎo)致電涌通過電纜沖擊進入以太網(wǎng)和市電，導(dǎo)致用戶后端設(shè)備損壞。由于雷電和電磁感應(yīng)造成的電涌現(xiàn)象，常常危害互聯(lián)網(wǎng)接口，造成網(wǎng)絡(luò)失去連接，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)斷線時有發(fā)生，給生產(chǎn)和生活帶來不便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述提到的現(xiàn)有技術(shù)中的POE會由于雷電和電磁感應(yīng)造成的電涌現(xiàn)象的缺點，本發(fā)明提供一種對POE以太網(wǎng)絡(luò)提供電涌能量控制的系統(tǒng)，其采用特殊的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計，有效解決上述問題，提供一種有效使用于POE網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的電涌防護產(chǎn)品。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:一種對POE以太網(wǎng)絡(luò)提供電涌能量控制的系統(tǒng)，系統(tǒng)包括電源輸入端子單元、以太網(wǎng)輸入端子單元和POE輸出端子單元，以太網(wǎng)輸入端子單元的信號線對上連接有網(wǎng)絡(luò)變壓器，電源輸入端子單元連接在網(wǎng)絡(luò)變壓器的原邊中間抽頭上，通過網(wǎng)絡(luò)變壓器將電源和以太網(wǎng)信號進行合路，并通過POE輸出端子單元輸出，POE輸出端子單元中的每個POE輸出端子對地之間分別連接有多層間隙氣體放電管。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案進一步還包括:
所述的多層間隙氣體放電管包括與地連接的氣體放電管G5和各個POE輸出端子上連接的氣體放電管，各個POE輸出端子上連接的氣體放電管分別與氣體放電管G5串聯(lián)連接。
[0007]所述的氣體放電管G5并聯(lián)連接有自啟動電路。
[0008]所述的自啟動電路包括并聯(lián)連接的熱敏電阻VRl和電容Cl，熱敏電阻VRl對應(yīng)于氣體放電管G5設(shè)置。
[0009]所述的以太網(wǎng)輸入端子單元的每個以太網(wǎng)輸入端子上串接有一個電流突波吸收器。
[0010]所述的以太網(wǎng)輸入端子單元的每個信號線對中的兩個信號端子之間跨接有一個TVS 管。
[0011]所述的電源輸入端子單元的正電源線和負電源線之間跨接有TVS管。
[0012]所述的電源輸入端子單元的正電源線上串接有保險管。
[0013]所述的電源輸入端子單元的正電源線和負電源線之間跨接有電源指示燈。
[0014]所述的電源輸入端子單元的正電源線和負電源線上分別串接有退耦元件。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明采用了多間隙放電管和自啟動電路，增加弧光電壓熄弧，從而避免了由于直流電源沒有過零導(dǎo)致的陶瓷氣體放電管起弧發(fā)熱現(xiàn)象。而且自帶啟動電路，避免了多間隙高電壓啟動延時。本發(fā)明將網(wǎng)絡(luò)變壓器用于信號和電源的多路退耦電路中，網(wǎng)絡(luò)保護元件自帶電流檢測能力，超出溢出電流時，電涌電流被阻斷無法通過電路對后級設(shè)備造成危害。本發(fā)明中的合路器自帶溫控和電流控制器件，并能提供失效指示。
[0016]下面將結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明電路方框圖。
[0019]圖3為本發(fā)明電路原理圖。
[0020]圖中，1-外殼，2-面板，3-以太網(wǎng)輸入端口，4-P0E合路器輸出端口，5_電源輸入接口，6-狀態(tài)指示燈，7-保護地線。

【具體實施方式】
[0021]本實施例為本發(fā)明優(yōu)選實施方式，其他凡其原理和基本結(jié)構(gòu)與本實施例相同或近似的，均在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
[0022]請參看附圖1，本發(fā)明包括外殼1、面板2和內(nèi)部控制電路，面板2固定安裝在外殼I上，內(nèi)部控制電路設(shè)置在外殼I內(nèi)部，面板2上設(shè)有以太網(wǎng)輸入端口 3、POE合路器輸出端口 4和電源輸入接口 5，其中，以太網(wǎng)輸入端口 3和電源輸入接口 5分別用于輸入，POE合路器輸出端口 4用于輸出，本實施例中，在面板2上還設(shè)有狀態(tài)指示燈6，用于指示本發(fā)明的工作狀態(tài)，本實施例中，在面板2上設(shè)有保護地線7，用于接地。
[0023]請結(jié)合參看附圖2和附圖3，本發(fā)明中，內(nèi)部控制電路主要包括電源輸入端子單元、電源精細電涌保護單元(本發(fā)明中所謂的精細電涌保護是指采用兩級或兩級以上防護的電涌保護單元)、電源退耦單元、以太網(wǎng)輸入端子單元、電源控制溢出單元、以太網(wǎng)信號精細保護單元、多路信號與電源復(fù)用網(wǎng)絡(luò)變壓器、多層間隙氣體放電管及自啟動電路單元和POE輸出端子單元，其中，電源輸入端子單元、電源精細電涌保護單元和電源退耦單元屬于電源輸入部分，以太網(wǎng)輸入端子單元、電源控制溢出單元、以太網(wǎng)信號精細保護單元和多路信號與電源復(fù)用網(wǎng)絡(luò)變壓器屬于以太網(wǎng)信號輸入單元，多層間隙氣體放電管及自啟動電路單元和POE輸出端子單元屬于信號輸出部分，電源輸入端子單元為電源輸入接口 5，用于電源輸入，電源輸入端子用于輸入48VDC，輸入后的正電源和負電源分別分為兩路，每路的正電源線和負電源線上分別串聯(lián)連接有一個二極管，可防止電源極性接反造成損壞，在每路直流電的正極和負極之間跨接有串聯(lián)的限流電阻和發(fā)光二極管，作為工作指示用。本實施例中，在保險管后級的正電源線和負電源線之間跨接有TVS管，在電源輸入端子后端的直流電正電源線上串接有保險管，本實施例中，保險管可以采用熱敏保險管，熱敏保險管對應(yīng)于正負電源線上的TVS管設(shè)置，當(dāng)并接的TVS管遭雷擊或電涌導(dǎo)通發(fā)熱時，保險管電阻升高，可以達到阻斷線路的目的，從而減少對線路的損壞。以太網(wǎng)輸入端子單元包括有8個輸入端子，分為四組線對(本實施例中，以太網(wǎng)輸入端子單元線對劃分方法采用常規(guī)的技術(shù)，即1-2、3-6、4-5、7-8四對)，其中每條信號線的輸入端上分別串聯(lián)有一個電流突波吸收器，當(dāng)以太網(wǎng)輸入端子的信號線路上出現(xiàn)突變的大電流時，電流突波吸收器則會斷開，防止后端設(shè)備及器件損壞；當(dāng)線路上電流恢復(fù)正常時，電流突波吸收器又會恢復(fù)導(dǎo)通，電流突波吸收器可以對線路上的過電流起到很好抑制作用。本實施例中，在以太網(wǎng)輸入端子單元的每對信號線對之間跨接有一個TVS管，TVS管對信號線的過電壓可起到抑制作用，每對信號線的后端均連接有一個網(wǎng)絡(luò)變壓器。電源輸入部分的四條電源線分別連接在一個網(wǎng)絡(luò)變壓器原邊的中間抽頭上，從而實現(xiàn)將電源與網(wǎng)絡(luò)信號進行復(fù)合的目的。本實施例中，在每條電源線分別串聯(lián)連接有一個退耦元件(可采用退耦電阻或退耦電感實現(xiàn)，本實施例中，退耦元件采用退耦電阻了233、了435)。網(wǎng)絡(luò)變壓器的輸出端上分別連接有一個POE輸出端子，完成信號輸出(本實施例中，以太網(wǎng)輸入端子與對應(yīng)的POE輸出端子的對應(yīng)規(guī)則可采用常規(guī)技術(shù)中的對應(yīng)規(guī)則或采用用戶自定義的規(guī)則)，本實施例中，在每個POE輸出端子與地之間均連接有多層間隙氣體放電管，即連接有兩級以上串聯(lián)連接的氣體放電管，本實施例中，氣體放電管G5 —端接地，另一端分別通過一個氣體放電管與POE接口的每個POE輸出端子電連接，本實施例中，氣體放電管G1、氣體放電管G2、氣體放電管G3和氣體放電管G4均采用三端氣體放電管，其兩端分別連接在POE輸出端子信號線對的一端上，第三端分別連接在氣體放電管G5上，通過氣體放電管G5接地，即形成POE輸出端子對地之間連接有多層間隙氣體放電管結(jié)構(gòu)，本實施例中，與氣體放電管G5并聯(lián)連接有熱敏電阻VRl和電容Cl，熱敏電阻VRl對應(yīng)于氣體放電管G5設(shè)置，當(dāng)多層間隙氣體放電管工作時，熱敏電阻VRl用于放電管熄弧，避免由于直流電源沒有過零導(dǎo)致的陶瓷氣體放電管起弧發(fā)熱現(xiàn)象，電容Cl并聯(lián)于氣體放電管G5，用于多級放電管逐級點火，由于電涌或雷擊結(jié)束后，氣體放電管不能自動恢復(fù)，所以，當(dāng)對應(yīng)氣體放電管G5設(shè)置的熱敏電阻VRl逐漸受熱而電阻減小時，熱敏電阻VRl可拉低氣體放電管G5兩端的電壓值，使氣體放電管G5恢復(fù)工作，從而到達自啟動目的。
[0024]本發(fā)明通過新的電路設(shè)計，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸速率10/100/1000Mbps自適應(yīng)傳輸(本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)計符合數(shù)據(jù)傳輸速率100mbps標準，其可向下兼容10/100MbpS的數(shù)據(jù)傳輸速率)和48VDC/30W功率的電源復(fù)用，并提供有效的能量隔斷式電涌保護。合路模塊工作原理，電涌防護采用新的三級防護，第一級，采用多間隙放電管和自啟動電路；第二級，采用網(wǎng)絡(luò)變壓器退耦，并通過網(wǎng)絡(luò)變壓器原邊中心抽頭將直流電源引入；第三級，分成網(wǎng)絡(luò)信號部分在網(wǎng)絡(luò)變壓器副邊輸出數(shù)字信號側(cè)，加入低節(jié)電容TVS管和大電流溢出隔斷電路，將副邊側(cè)電壓電流進行衰減。電源部分，采用原邊中心抽頭引出部分加入低磁導(dǎo)率電感退耦，并且通過大功率TVS管和溫度保險絲構(gòu)成后級保護。本發(fā)明采用電壓電流同步抑制電涌能量隔斷技術(shù)，解決了一般防雷器只將電壓抑制，而導(dǎo)致電涌能量繼續(xù)傳輸進網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端，導(dǎo)致接口芯片損壞。本發(fā)明中還自帶合路器檢測裝置，對合路器提供上電自檢，正常綠燈亮，失效綠燈滅。
[0025]本發(fā)明采用了多間隙放電管和自啟動電路，增加弧光電壓熄弧，從而避免了由于直流電源沒有過零導(dǎo)致的陶瓷氣體放電管起弧發(fā)熱現(xiàn)象。而且自帶啟動電路，避免了多間隙高電壓啟動延時。本發(fā)明將網(wǎng)絡(luò)變壓器用于信號和電源的多路退耦電路中，網(wǎng)絡(luò)保護元件使用電流突波吸收器具有電流檢測能力，超出溢出電流時，電涌電流被阻斷無法通過電路對后級設(shè)備造成危害。本發(fā)明中的合路器自帶溫控和電流控制器件，并能提供失效指示。
【權(quán)利要求】
1.一種對POE以太網(wǎng)絡(luò)提供電涌能量控制的系統(tǒng)，其特征是:所述的系統(tǒng)包括電源輸入端子單元、以太網(wǎng)輸入端子單元和POE輸出端子單元，以太網(wǎng)輸入端子單元的信號線對上連接有網(wǎng)絡(luò)變壓器，電源輸入端子單元連接在網(wǎng)絡(luò)變壓器的原邊中間抽頭上，通過網(wǎng)絡(luò)變壓器將電源和以太網(wǎng)信號進行合路，并通過POE輸出端子單元輸出，POE輸出端子單元中的每個POE輸出端子對地之間分別連接有多層間隙氣體放電管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對POE以太網(wǎng)絡(luò)提供電涌能量控制的系統(tǒng)，其特征是:所述的多層間隙氣體放電管包括與地連接的氣體放電管G5和各個POE輸出端子上連接的氣體放電管，各個POE輸出端子上連接的氣體放電管分別與氣體放電管G5串聯(lián)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對POE以太網(wǎng)絡(luò)提供電涌能量控制的系統(tǒng)，其特征是:所述的氣體放電管G5并聯(lián)連接有自啟動電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的對POE以太網(wǎng)絡(luò)提供電涌能量控制的系統(tǒng)，其特征是:所述的自啟動電路包括并聯(lián)連接的熱敏電阻VRl和電容Cl，熱敏電阻VRl對應(yīng)于氣體放電管G5設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的對POE以太網(wǎng)絡(luò)提供電涌能量控制的系統(tǒng)，其特征是:所述的以太網(wǎng)輸入端子單元的每個以太網(wǎng)輸入端子上串接有一個電流突波吸收器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的對POE以太網(wǎng)絡(luò)提供電涌能量控制的系統(tǒng)，其特征是:所述的以太網(wǎng)輸入端子單元的每個信號線對中的兩個信號端子之間跨接有一個TVS管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的對POE以太網(wǎng)絡(luò)提供電涌能量控制的系統(tǒng)，其特征是:所述的電源輸入端子單元的正電源線和負電源線之間跨接有TVS管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的對POE以太網(wǎng)絡(luò)提供電涌能量控制的系統(tǒng)，其特征是:所述的電源輸入端子單元的正電源線上串接有保險管。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的對POE以太網(wǎng)絡(luò)提供電涌能量控制的系統(tǒng)，其特征是:所述的電源輸入端子單元的正電源線和負電源線之間跨接有電源指示燈。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的對POE以太網(wǎng)絡(luò)提供電涌能量控制的系統(tǒng)，其特征是:所述的電源輸入端子單元的正電源線和負電源線上分別串接有退耦元件。
【文檔編號】H02H9/02GK104201662SQ201410473269
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】張帆, 郭豐明, 陳建譯, 張海軒, 郭浩, 郭殷壯 申請人:深圳科安達電子科技股份有限公司