一種不間斷供電的PoE交換機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種不間斷供電的PoE交換機(jī)，尤其是PoE交換機(jī)不間斷電源控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]為了解決給PoE交換機(jī)、單臺(tái)計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)，現(xiàn)有技術(shù)是給上述設(shè)備加裝一臺(tái)UPS不間斷電源。當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負(fù)載使用，此時(shí)的UPS就是一臺(tái)交流市電穩(wěn)壓器，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷(事故停電)時(shí)，UPS立即將電池的直流電能，通過逆變零切換轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負(fù)載維持正常工作并保護(hù)負(fù)載軟、硬件不受損壞。目前市場上針對通信系統(tǒng)的UPS不間斷電源分兩種:1、是針對市電電壓設(shè)計(jì)的，輸出電壓為交流電220V;2、是專門針對傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，輸出電壓為負(fù)電壓(負(fù)48V)。
[0003]市電輸出電壓的UPS電源的主要缺點(diǎn)是增加了電源的功率損耗。電源逆變器先把蓄電池的低電壓變成了交流220V的市電，在這個(gè)轉(zhuǎn)換過程中，會(huì)有大概15%左右的功率損耗；然后輸入到PoE系統(tǒng)里面的電源供應(yīng)器上，再把電壓降低到PoE系統(tǒng)需要的電壓，這個(gè)過程又會(huì)有大概15%左右的功率損耗。因此在這兩次的電壓轉(zhuǎn)換過程中，至少有32.25%的功率損失掉。
[0004]針對傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)的UPS不間斷電源還有如下缺點(diǎn):
[0005]A.輸出電壓的范圍不能滿足PoE的標(biāo)準(zhǔn)對電壓的要求。在IEEE802.3AT標(biāo)準(zhǔn)里，要求的最低電壓是50V以上，而傳統(tǒng)的通信電源電壓一般為48V。
[0006]B.體積大。通信系統(tǒng)的UPS不間斷電源是針對大型的通信系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)的，這種UPS不間斷電源不能滿足一些小型的、簡單布署PoE交換機(jī)的場合使用。
[0007]C.成本高，不適合大眾用戶的使用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]為了克服上述技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是給PoE交換機(jī)提供一種小型的不間斷電源控制器，它具有損耗低，滿足IEEE802.3AT標(biāo)準(zhǔn)電壓，體積小，成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型一種不間斷供電的PoE交換機(jī)，包括PoE交換機(jī)主電源模塊、PoE系統(tǒng)模塊，其特征在于:在所述PoE交換機(jī)主電源模塊與PoE系統(tǒng)模塊之間設(shè)有一 PoE交換機(jī)不間斷電源控制器模塊。
[0010]所述的一種不間斷供電的PoE交換機(jī)，其特征在于:所述PoE交換機(jī)不間斷電源控制器模塊包括
[0011 ] 輔助電源模塊??給MCU微控制器模塊與通信接口電路模塊提供3.3V電源；
[0012]MCU微控制器模塊:用來實(shí)時(shí)監(jiān)控PoE交換機(jī)主電源模塊是否在正常供電，檢測蓄電池組模塊的電壓是否需要充放電，控制各個(gè)模塊工作；
[0013]通信接口電路模塊:MCU微控制器模塊通過通信接口電路模塊與PoE系統(tǒng)模塊通信。
[0014]DC/DC降壓電路模塊:用來給蓄電池組模塊充電；
[0015]充電電路模塊:用來給蓄電池組模塊充電；
[0016]DC/DC升壓電路模塊:把蓄電池組模塊的電壓升壓到PoE交換機(jī)所需電壓；
[0017]蓄電池組模塊:存儲(chǔ)電源；
[0018]二選一開關(guān):來用選擇用市電還是蓄電池組模塊里的電源給PoE系統(tǒng)模塊供電；
[0019]輔助電源模塊、MCU微控制器模塊、通信接口電路模塊依次與PoE系統(tǒng)模塊相連；
[0020]PoE交換機(jī)主電源模塊、DC/DC降壓電路模塊、充電電路模塊、DC/DC升壓電路模塊依次相連，并通過二選一開關(guān)與PoE系統(tǒng)模塊相連接；
[0021 ] MCU微控制器模塊通過二選一開關(guān)與PoE系統(tǒng)模塊相連接；
[0022]MCUT微控制器模塊分別與DC/DC降壓電路模塊、充電電路模塊、DC/DC升壓電路模塊相連接，充電電路模塊與DC/DC升壓電路之間設(shè)有蓄電池組模塊。
[0023]所述的一種不間斷供電的PoE交換機(jī)，其特征在于:所述DC/DC升壓電路模塊可以把蓄電池組模塊的電壓升壓到50V-57V之間的電壓提供給PoE系統(tǒng)使用。
[0024]所述的一種不間斷供電的PoE交換機(jī)，其特征在于:所述蓄電池組模塊可以是鉛酸蓄電池、高能鎳鎘電池、鎳金屬氫化物電池、鎳鋅電池、鉛布電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池。
[0025]采用這樣的結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型充分利用了 PoE系統(tǒng)的大功率電源的優(yōu)勢，不需要獨(dú)立的充電電源；PoE系統(tǒng)內(nèi)置的電源剩余功率的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)充電的功率，避免電源出現(xiàn)過載；PoE系統(tǒng)可通過通信接口了解PoE交換機(jī)不間斷電源控制器的剩余功率大小，從而優(yōu)化對終端設(shè)備的供電方案；本實(shí)用新型是串聯(lián)在主電源與PoE系統(tǒng)之間，減少了電源的一些變換環(huán)節(jié)，提高了效率，節(jié)能環(huán)保。
【附圖說明】
[0026]圖1:本實(shí)用新型一種不間斷供電的PoE交換機(jī)的系統(tǒng)框圖；
[0027]圖2:本實(shí)用新型一種不間斷供電的POE交換機(jī)的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]現(xiàn)在結(jié)合圖1、圖2具體說明。
[0029]實(shí)施方式一:如圖1所示PoE交換機(jī)不間斷電源控制器模塊串聯(lián)在PoE系統(tǒng)主電源與PoE系統(tǒng)模塊之間，這個(gè)模塊可根據(jù)客戶的需求來選配。輔助電源模塊、MCU微控制器模塊、通信接口電路模塊依次與PoE系統(tǒng)模塊相連；PoE交換機(jī)主電源模塊、DC/DC降壓電路模塊、充電電路模塊、DC/DC升壓電路模塊依次相連，并通過二選一開關(guān)與PoE系統(tǒng)模塊相連接；MCU微控制器通過二選一開關(guān)與PoE系統(tǒng)模塊相連接；MCU微控制器模塊分別與DC/DC降壓電路模塊、充電電路模塊、DC/DC升壓電路模塊相連接；充電電路模塊與DC/DC升壓電路之間設(shè)有蓄電池組模塊。如此連接蓄電池組就不需要獨(dú)立的充電電源，減少了電源的一些變換環(huán)節(jié)，提高了效率，節(jié)能環(huán)保。
[0030]實(shí)施方式二
[0031]圖2示出了本實(shí)用新型的工作流程圖，首先輔助電源模塊輸出3.3V的電壓給MCU微控制器模塊和通信接口電路模塊使用，它的輸入電源來自PoE交換機(jī)主電源模塊(如果有電源的話，優(yōu)先使用)或蓄電池組模塊(當(dāng)PoE交換機(jī)主電源模塊沒有電時(shí))。
[0032]MUC微控制器用來實(shí)時(shí)監(jiān)控PoE交換機(jī)主電源模塊是否在正常供電，如果沒有正常供電，MUC微控制器模塊先檢測蓄電池組模塊的電量，同時(shí)MUC微控制器模塊與PoE系統(tǒng)模塊通信，先計(jì)算出外源設(shè)備所需要功率，如果檢測到蓄電池組模塊的電量足夠讓各外源設(shè)備正常工作，那么MUC微控制器控制DC/DC升壓電路模塊工作，使DC/DC升壓電路模塊把蓄電池組的電壓升壓到50?57V之間的電壓提供給PoE系統(tǒng)模塊使用，并使PoE系統(tǒng)模塊切換到不間斷電源供電模式。當(dāng)MUC微控制器檢測到蓄電池電量下降到一定值，而PoE系統(tǒng)主電源模塊未能正常供電，那么MCU微控制器根據(jù)外源設(shè)備的優(yōu)先級(jí)別，停止對優(yōu)先級(jí)低的外源設(shè)備供電，只讓優(yōu)先級(jí)別高的外源設(shè)備工作。
[0033]實(shí)施方式三
[0034]如果發(fā)現(xiàn)主電源能正常供電，MUC微控制器模塊先檢測蓄電池組模塊是不是需要充電，如果需要充電，那么MUC微控制器與PoE系統(tǒng)模塊通信，先計(jì)算出外源設(shè)備所需功率，如果PoE系統(tǒng)主電源模塊還有剩余功率，則根據(jù)PoE系統(tǒng)主電源模塊的剩余功率調(diào)節(jié)充電電流的大小，控制DC/DC降壓電路模塊與充電電路模塊工作，給蓄電池組充電；如果外源設(shè)備所需要電功率滿額，沒有多余電功率可給蓄電池組充電，那么蓄電池組暫不充電，直到MUC檢測到有多余電功率可充電為止。如果蓄電池組模塊不需要充電，那么PoE交換機(jī)主電源模塊只需給外源設(shè)備供電。
[0035]在MUC微控制器中為蓄電池組模塊充放電設(shè)有兩個(gè)值，分別為蓄電池組模塊最大值與蓄電池組模塊最小值，當(dāng)蓄電池組模塊充電時(shí)，MUC微控制器檢測到蓄電池組的電量大于或等于最大值時(shí)，就會(huì)停止充電；蓄電池組模塊充電時(shí)，MUC微控制器檢測到蓄電池組的電量小于或等于最小值時(shí)，就會(huì)停止放電。在真?zhèn)€充放電過程中，MUC微控制器時(shí)間監(jiān)控蓄電池組的充放電，使蓄電池組不過分充放電，延長蓄電池組的使用年限。
[0036]上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】和實(shí)施例做了詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式和實(shí)施例，在本領(lǐng)域技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種不間斷供電的PoE交換機(jī)，包括PoE交換機(jī)主電源模塊、PoE系統(tǒng)模塊，其特征在于:在所述PoE交換機(jī)主電源模塊與PoE系統(tǒng)模塊之間設(shè)有一 PoE交換機(jī)不間斷電源控制器模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種不間斷供電的PoE交換機(jī)，其特征在于:所述PoE交換機(jī)不間斷電源控制器模塊包括 輔助電源模塊:給MCU微控制器模塊與通信接口電路模塊提供3.3V電源； MCU微控制器模塊:用來實(shí)時(shí)監(jiān)控PoE交換機(jī)主電源是否在正常供電，檢測蓄電池組模塊的電壓是否需要充放電，控制各個(gè)模塊工作； 通信接口電路模塊:MCU微控制器模塊通過通信接口電路模塊與PoE系統(tǒng)模塊通信； DC/DC降壓電路模塊:用來給蓄電池組模塊充電； 充電電路模塊:用來給蓄電池組模塊充電； DC/DC升壓電路模塊:把蓄電池組模塊的電壓升壓到PoE系統(tǒng)模塊所需電壓； 蓄電池組模塊:存儲(chǔ)電源； 二選一開關(guān):來用選擇用市電還是蓄電池組模塊里的電源給PoE系統(tǒng)模塊供電； 輔助電源模塊、MCU微控制器模塊、通信接口電路模塊依次與PoE系統(tǒng)模塊相連； PoE交換機(jī)主電源模塊、DC/DC降壓電路模塊、充電電路模塊、DC/DC升壓電路模塊依次相連，并通過二選一開關(guān)與PoE交換機(jī)相連接； MCU微控制器模塊通過二選一開關(guān)與PoE交換機(jī)相連接； MCU微控制器模塊分別與DC/DC降壓電路模塊、充電電路模塊、DC/DC升壓電路模塊相連接 充電電路模塊與DC/DC升壓電路之間設(shè)有蓄電池組模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種不間斷供電的PoE交換機(jī)，其特征在于:所述DC/DC升壓電路模塊可以把蓄電池組模塊的電壓升壓到50V-57V之間的電壓提供給PoE系統(tǒng)模塊使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種不間斷供電的PoE交換機(jī)，其特征在于:所述蓄電池組可以是鉛酸蓄電池、高能鎳鎘電池、鎳金屬氫化物電池、鎳鋅電池、鉛布電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種不間斷供電的PoE交換機(jī)，尤其是PoE交換機(jī)不間斷電源控制器。本實(shí)用新型一種不間斷供電的PoE交換機(jī)，包括PoE交換機(jī)主電源模塊、PoE系統(tǒng)模塊，其特征在于：在所述PoE交換機(jī)主電源模塊與PoE系統(tǒng)模塊之間設(shè)有一PoE交換機(jī)不間斷電源控制器模塊。采用這樣的結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型充分利用了PoE系統(tǒng)的大功率電源的優(yōu)勢，不需要獨(dú)立的充電電源；PoE系統(tǒng)內(nèi)置的電源剩余功率的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)充電的功率，避免電源出現(xiàn)過載；PoE系統(tǒng)可通過通信接口了解PoE交換機(jī)不間斷電源控制器的剩余功率大小，從而優(yōu)化對終端設(shè)備的供電方案。
【IPC分類】H02J9-06, H02J7-02
【公開號(hào)】CN204497835
【申請?zhí)枴緾N201520045516
【發(fā)明人】魯小永, 伍國樞
【申請人】東莞市永權(quán)東信息技術(shù)有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年1月22日