應(yīng)用于局域網(wǎng)設(shè)備用電接口的功率分級(jí)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及局域網(wǎng)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，尤其涉及的是，一種局域網(wǎng)設(shè)備用電接口功率分級(jí)電路設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]在局域網(wǎng)供電系統(tǒng)中，不同局域網(wǎng)設(shè)備處于不同的功率等級(jí)。為了實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)供電系統(tǒng)的有效供電，在供電前要首先對(duì)局域網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行功率分級(jí)。局域網(wǎng)設(shè)備功率分級(jí)的基本方法是檢測(cè)局域網(wǎng)設(shè)備用電接口中特征電阻的電流。本實(shí)用新型以實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)設(shè)備精確功率分級(jí)為目的，以IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，設(shè)計(jì)了適用于局域網(wǎng)供電系統(tǒng)的功率分級(jí)電路。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供了一種局域網(wǎng)設(shè)備用電接口功率分級(jí)電路。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:局域網(wǎng)設(shè)備用電接口功率分級(jí)電路，其包括比較使能電路、穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路和特征電流檢測(cè)電路。其中系統(tǒng)輸入電壓及由基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生的參考電壓分別輸入到比較使能電路的正相輸入端和反相輸入端。比較使能電路通過系統(tǒng)輸入電壓的大小判斷供電系統(tǒng)是否處于功率分級(jí)階段。若供電系統(tǒng)處于功率分級(jí)階段，比較使能電路輸出使能信號(hào)開啟穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路。當(dāng)穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路被開啟后，穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路對(duì)系統(tǒng)輸入電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換和穩(wěn)壓，并輸出功率分級(jí)電壓給特征電流檢測(cè)電路。在穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路獲得使能信號(hào)的同時(shí)，特征電流檢測(cè)電路也從比較使能電路中獲得使能信號(hào)，并將功率分級(jí)電壓施加到特征電阻上形成特征電流輸出。局域網(wǎng)供電系統(tǒng)根據(jù)特征電流的大小確定局域網(wǎng)設(shè)備的功率等級(jí)。
[0005]局域網(wǎng)設(shè)備用電接口功率分級(jí)電路中，比較使能電路用于判斷系統(tǒng)是否處于功率分級(jí)階段，并決定功率分級(jí)電路是否開始工作。比較使能電路包括系統(tǒng)電壓輸入端、參考電壓輸入端、使能信號(hào)輸出端、1至3號(hào)電阻、1至2號(hào)M0S管、1號(hào)比較器、1至2號(hào)反相器。其中1至3號(hào)電阻對(duì)系統(tǒng)輸入電壓進(jìn)行分壓，并將分壓后的電壓在1號(hào)比較器中與參考電壓進(jìn)行比較。為了防止比較使能電路在臨界電壓點(diǎn)反復(fù)跳轉(zhuǎn)，1至2號(hào)M0S管和1號(hào)電阻為比較使能電路引入一個(gè)比較裕度。
[0006]比較使能電路中，系統(tǒng)電壓輸入端口連接1號(hào)電阻的上端，2號(hào)電阻的上端連接1號(hào)電阻的下端。3號(hào)電阻的上端連接2號(hào)電阻的下端，3號(hào)電阻的下端接地。1號(hào)M0S管的源極連接1號(hào)電阻的下端，1號(hào)M0S管的漏極連接2號(hào)M0S管的漏極。2號(hào)M0S管的源極連接3號(hào)電阻的上端，2號(hào)M0S管的柵極連接1號(hào)反相器的輸出端。1號(hào)比較器的反相輸入端連接參考電壓輸入端，1號(hào)比較器的正相輸入端連接2號(hào)M0S管的漏極。1號(hào)比較器的輸出端連接1號(hào)反相器的輸入端，1號(hào)反相器的輸出端連接2號(hào)反相器的輸入端，2號(hào)反相器的輸出端連接使能信號(hào)輸出端。
[0007]局域網(wǎng)設(shè)備用電接口功率分級(jí)電路中，穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路用于輸出功率分級(jí)電壓。功率分級(jí)電壓為固定數(shù)值電壓，因此穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路在調(diào)節(jié)輸出電壓的同時(shí)又具有反饋穩(wěn)壓功能。當(dāng)穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路接收到使能信號(hào)后，電路才開始工作，并穩(wěn)定輸出功率分級(jí)電壓。穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路包括系統(tǒng)電壓輸入端、使能信號(hào)輸入端、偏置電壓輸入端、參考電壓輸入端、基準(zhǔn)電流源輸入端、功率分級(jí)電壓輸出端、3至16號(hào)M0S管、1號(hào)二極管、1號(hào)電容、4至5號(hào)電阻。功率分級(jí)電壓的取值由參考電壓及4至5號(hào)電阻決定，其表達(dá)式為Vgrade = (1+R4/R5) XVref。其中Vgrade表不功率分級(jí)電壓，Vref表不參考電壓，R4表不4號(hào)電阻值，R5表不5號(hào)電阻值。當(dāng)使能信號(hào)為低電平時(shí)，13號(hào)M0S管和14號(hào)M0S管被關(guān)斷，穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路處于工作狀態(tài)。當(dāng)使能信號(hào)為高電平時(shí)，8號(hào)M0S管、9號(hào)M0S管和10號(hào)M0S管被關(guān)斷，穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路停止工作。
[0008]在穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路中，使能信號(hào)輸入端連接3號(hào)M0S管的柵極并連接15號(hào)M0S管的柵極。系統(tǒng)電壓輸入端連接5號(hào)M0S管的源極并連接6號(hào)M0S管的源極，1號(hào)二極管的陰極連接6號(hào)M0S管的源極，16號(hào)M0S管的漏極連接1號(hào)二極管的陰極?；鶞?zhǔn)電流輸入端連接3號(hào)M0S管的漏極并連接4號(hào)M0S管的漏極，4號(hào)M0S管的柵極連接3號(hào)M0S管的漏極。參考電壓輸入端連接10號(hào)M0S管的柵極，10號(hào)M0S管的源極連接12號(hào)M0S管的漏極，10號(hào)M0S管的漏極連接8號(hào)M0S管的源極。偏置電壓輸入端連接9號(hào)M0S管的柵極并連接13號(hào)M0S管的柵極，9號(hào)M0S管的柵極連接8號(hào)M0S管的柵極。功率分級(jí)電壓輸出端連接16號(hào)M0S管的源極，4號(hào)電阻的上端連接功率分級(jí)電壓輸出端，4號(hào)電阻的下端連接5號(hào)電阻的上端，5號(hào)電阻的下端接地。
[0009]局域網(wǎng)設(shè)備用電接口功率分級(jí)電路中，特征電流檢測(cè)電路的作用為接收功率分級(jí)電壓，并將其施加在特征電阻上形成特征電流。不同局域網(wǎng)設(shè)備功率等級(jí)不同，因此其功率分級(jí)電路中設(shè)置的特征電阻的阻值也不同。局域網(wǎng)供電系統(tǒng)根據(jù)不同特征電阻上形成的特征電流來確定局域網(wǎng)設(shè)備的功率等級(jí)。特征電流檢測(cè)電路包括功率分級(jí)電壓輸入端、特征電流輸出端、使能信號(hào)輸入端、特征電阻、17號(hào)M0S管、3號(hào)反相器。當(dāng)使能信號(hào)為低電平時(shí)，17號(hào)M0S管開通，特征電流檢測(cè)電路開始工作。當(dāng)使能信號(hào)為高電平時(shí)，17號(hào)M0S管關(guān)斷，特征電流檢測(cè)電路停止工作。特征電流檢測(cè)電路中，功率分級(jí)電壓輸入端連接特征電阻的上端，特征電阻的下端連接17號(hào)M0S管的漏極。使能信號(hào)輸入端連接3號(hào)反相器的輸入端，3號(hào)反相器的輸出端連接17號(hào)M0S管的柵極。特征電流輸出端連接17號(hào)M0S管的漏極，17號(hào)M0S管的源極接地。
[0010]本實(shí)用新型主要用于局域網(wǎng)供電系統(tǒng)中局域網(wǎng)設(shè)備的功率分級(jí)，通過確定局域網(wǎng)設(shè)備的功率等級(jí)，保證局域網(wǎng)供電系統(tǒng)的有效供電。本實(shí)用新型為防止電路在功率分級(jí)階段的臨界電壓點(diǎn)反復(fù)跳轉(zhuǎn)，通過電路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，引入了電壓比較裕度，使電路運(yùn)行更加穩(wěn)定。為了使電路能夠合理工作，本實(shí)用新型通過使能信號(hào)控制穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路和特征電流檢測(cè)電路，只有當(dāng)供電系統(tǒng)進(jìn)入功率分級(jí)階段后，電路才被開通?？梢姡緦?shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型的比較使能電路結(jié)構(gòu)圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖4為本實(shí)用新型的特征電流檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖5為本實(shí)用新型的系統(tǒng)整體電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了便于理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更詳細(xì)的說明。本說明書及其附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳的實(shí)施例，但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本說明書所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本實(shí)用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0017]需要說明的是，當(dāng)某一元件固定于另一個(gè)元件，包括將該元件直接固定于該另一個(gè)元件，或者將該元件通過至少一個(gè)居中的其它元件固定于該另一個(gè)元件。當(dāng)一個(gè)元件連接另一個(gè)元件，包括將該元件直接連接到該另一個(gè)元件，或者將該元件通過至少一個(gè)居中的其它元件連接到該另一個(gè)元件。
[0018]如圖1所示，局域網(wǎng)設(shè)備用電接口功率分級(jí)電路，其包括比較使能電路、穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路和特征電流檢測(cè)電路。其中系統(tǒng)輸入電壓Vin及由基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生的參考電壓Vref分別輸入到比較使能電路的正相輸入端和反相輸入端。比較使能電路通過系統(tǒng)輸入電壓Vin的大小判斷供電系統(tǒng)是否處于功率分級(jí)階段。若供電系統(tǒng)處于功率分級(jí)階段，比較使能電路輸出使能信號(hào)Ven開啟穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路。例如，局域網(wǎng)供電系統(tǒng)的功率分級(jí)的工作電壓范圍為15.5V至21.5V。如果系統(tǒng)輸入電壓Vin小于21.5V，則比較使能電路輸出的使能信號(hào)Ven為0，穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路被開啟。如果系統(tǒng)輸入電壓Vin大于21.5V，則說明功率分級(jí)已結(jié)束，比較使能電路輸出的使能信號(hào)Ven為1，穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路被關(guān)閉。當(dāng)穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路被開啟后，穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路對(duì)系統(tǒng)輸入電壓Vin進(jìn)行轉(zhuǎn)換和穩(wěn)壓，并輸出功率分級(jí)電壓Vgrade給特征電流檢測(cè)電路。在穩(wěn)壓調(diào)節(jié)電路獲得使能信號(hào)Ven的同時(shí)，特征電流檢測(cè)電路也從比較使能電路中獲得使能信號(hào)Ven，并輸出特征電流Iar供系統(tǒng)確定局域網(wǎng)設(shè)備的功率等級(jí)。
[0019]如圖2所示，局域網(wǎng)設(shè)備用電接口功率分級(jí)電路中，比較使能電路用于判斷系統(tǒng)是否處于功率分級(jí)階段，并決定功率分級(jí)電路是否開始工作。比較使能電路包括系統(tǒng)電壓輸入端Vin、參考電壓輸入端Vref、使能信號(hào)輸出端Ven、電阻R1至R3、M0S管Ml至M2、比較器P1、反相器B1至B2。其中電阻R1至R3對(duì)系統(tǒng)輸入電壓Vin進(jìn)行分壓，并將分壓后的電壓在比較器P1中與參考電壓Vref進(jìn)行比較。為了防止比較使能電路在臨界電壓點(diǎn)反復(fù)跳轉(zhuǎn)，M0S管Ml至M2和電阻R1為比較使能電路引入一個(gè)比較裕度。例如，參考電壓Vref為2.5V，電阻R1為185Ω，電阻R2為5Ω，電阻R3為25Ω，或者參考電壓Vref為2.5V，電阻R1為370 Ω，電阻R2為10Ω，電阻R3為50 Ω。則比較使能電路將引入一個(gè)0.5V的比較裕度。當(dāng)系統(tǒng)輸入電壓Vi η由低向高變化時(shí)，若系統(tǒng)輸入電壓Vin小于21.5V，使能信號(hào)Ven為0，若系統(tǒng)輸入電壓Vin大于21.5V，使能信號(hào)Ven為1。當(dāng)系統(tǒng)輸入電壓由高向低變化時(shí)，若系統(tǒng)輸入電壓Vin小于2IV，使能信號(hào)Ven為0，若系統(tǒng)輸入電壓Vin大于21V，使能信號(hào)Ven為1。
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