用于以太網(wǎng)受電設(shè)備的受電電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型主要是關(guān)于以太網(wǎng)供電POE系統(tǒng)，更確切地說，是涉及到一種用于以太網(wǎng)受電設(shè)備的受電電路，以便受電設(shè)備在中跨式供電模式和端點(diǎn)式供電模式之間切換時(shí)，能夠毫無障礙地從供電端設(shè)備擷取到工作電壓。
【背景技術(shù)】
[0002]以太網(wǎng)在以往的實(shí)際應(yīng)用中主要用于傳輸數(shù)據(jù)，以太網(wǎng)設(shè)備通常需要自行準(zhǔn)備電池或者外接電源適配器來配合提供電源而工作，在2003年6月頒布的IEEE802.3af定義了以太網(wǎng)在數(shù)據(jù)傳輸線上同時(shí)傳送直流電的標(biāo)準(zhǔn)。這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的推出實(shí)質(zhì)為以太網(wǎng)應(yīng)用開拓了全新的電力應(yīng)用領(lǐng)域，使得以太網(wǎng)供電P0E(Power Over Ethernet)技術(shù)成為新興而具有廣闊市場(chǎng)前景的方案。該技術(shù)可以通過以太網(wǎng)線提供電源，降低開支，最佳的優(yōu)勢(shì)之一是可基于WEB控制進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問和管理。在IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)里，完整的POE系統(tǒng)包括供電端設(shè)備 PSE (Power Sourcing Equipment)和受電端設(shè)備 I3D (Power Device)兩個(gè)主要部分。PSE設(shè)備是為以太網(wǎng)交換機(jī)客戶端設(shè)備供電的主要設(shè)備，亦是整個(gè)POE以太網(wǎng)供電過程的管理者，與之相對(duì)的ro設(shè)備是接收供電的耗電型設(shè)備，例如ip電話或網(wǎng)絡(luò)安全攝像機(jī)或無線橋接器、收銀臺(tái)等等其他以太網(wǎng)設(shè)備。
[0003]通常PSE設(shè)備和H)設(shè)備兩者基于IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)需要建立諸多方面的信息聯(lián)系，這些信息至少包括了受電設(shè)備檢測(cè)、供電監(jiān)控以及模塊測(cè)試等各種相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，只有依據(jù)該等信息PSE設(shè)備才能正常的向ro供電。換言之，PSE供電設(shè)備不僅要能夠?qū)κ茈娫O(shè)備ro供電，而且還要具備對(duì)ro設(shè)備檢測(cè)、分級(jí)和故障處理的功能。因此除了前一級(jí)的PSE設(shè)備的設(shè)計(jì)十分重要以外，后一級(jí)的ro設(shè)備的設(shè)計(jì)也變得尤為重要。試想如果出現(xiàn)ro設(shè)備與PSE設(shè)備供電不匹配的問題，就會(huì)直接導(dǎo)致供電不穩(wěn)定等一系列負(fù)面影響。譬如常規(guī)PD設(shè)備大部分時(shí)間利用4/5線路和7/8線路傳遞能量，一旦切換到1/2線路和3/6線路傳輸能量可能導(dǎo)致能量ro設(shè)備無法供電，造成系統(tǒng)穩(wěn)定性問題，而本實(shí)用新型將會(huì)在下文中披露更佳的ro設(shè)備避免該些問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]在本實(shí)用新型提供的一種用于以太網(wǎng)受電設(shè)備的受電電路，具有接入到以太網(wǎng)的以太網(wǎng)接口，包括用于傳輸直流電源信號(hào)并分離以太網(wǎng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的差分?jǐn)?shù)據(jù)隔離元件，所述差分?jǐn)?shù)據(jù)隔離元件的輸入端連接到用于同時(shí)疊加輸入所述直流電源信號(hào)和所述以太網(wǎng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的所述以太網(wǎng)接口。
[0005]上述的用于以太網(wǎng)受電設(shè)備的受電電路，所述差分?jǐn)?shù)據(jù)隔離元件包括第一、第二網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器，它們中的每一個(gè)都包括次級(jí)側(cè)繞組和包括具有中間抽頭的初級(jí)側(cè)繞組；以及所述第一網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器初級(jí)側(cè)繞組連接到第一組以太網(wǎng)接口上，所述第二網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器初級(jí)側(cè)繞組連接到第二組以太網(wǎng)接口上。
[0006]上述的用于以太網(wǎng)受電設(shè)備的受電電路，包括用于提取直流電源信號(hào)的第一橋式整流器，所述第一橋式整流器的兩個(gè)輸入端對(duì)應(yīng)分別連接到所述第一網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器的初級(jí)側(cè)繞組的中間抽頭和所述第二網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器的初級(jí)側(cè)繞組的中間抽頭，由所述第一橋式整流器的兩個(gè)輸出端來提供整流后的電壓。
[0007]上述的用于以太網(wǎng)受電設(shè)備的受電電路，包括用于提取直流電源信號(hào)的第二橋式整流器，所述第二橋式整流器的一個(gè)輸入端連接到第三組以太網(wǎng)接口上而另一個(gè)輸入端連接到第四組以太網(wǎng)接口上，由所述第二橋式整流器的兩個(gè)輸出端來提供整流后的電壓。
[0008]上述的用于以太網(wǎng)受電設(shè)備的受電電路，所述第一組以太網(wǎng)接口與用于同時(shí)傳輸所述直流電源信號(hào)和所述以太差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的一對(duì)線纜相連，以及所述第二組以太網(wǎng)接口與用于同時(shí)所述傳輸直流電源信號(hào)和所述以太差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的另一對(duì)線纜相連；并且所述第一網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器的初級(jí)側(cè)繞組的中間抽頭上帶有的直流電源信號(hào)的極性和所述第二網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器的初級(jí)側(cè)繞組的中間抽頭上帶有的直流電源信號(hào)的極性相反。
[0009]上述的用于以太網(wǎng)受電設(shè)備的受電電路，所述第二橋式整流器的一個(gè)輸入端連接到與閑置線纜相連的第三組以太網(wǎng)接口上，所述第二橋式整流器的另一個(gè)輸入端連接到與閑置線纜相連的第四組以太網(wǎng)接口上；以及所述第三組以太網(wǎng)接口上帶有的直流電源信號(hào)的極性和所述第四組以太網(wǎng)接口上帶有的直流電源信號(hào)的極性相反。
[0010]上述的用于以太網(wǎng)受電設(shè)備的受電電路，包括網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理器，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理器連接到第一、第二網(wǎng)絡(luò)隔離變壓器各自的次級(jí)側(cè)繞組，用于提取以太網(wǎng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)，并將分離的所述以太網(wǎng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)剿鍪茈婋娐分械囊粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理器。
【附圖說明】
[0011]閱讀以下詳細(xì)說明并參照以下附圖之后，本實(shí)用新型的特征和優(yōu)勢(shì)將顯而易見:
[0012]圖1是供電端設(shè)備向受電設(shè)備提供電源的基本架構(gòu)；
[0013]圖2是供電端設(shè)備通過空閑線對(duì)向受電設(shè)備供電的方案；
[0014]圖3是供電端設(shè)備通過信號(hào)線對(duì)向受電設(shè)備供電的方案。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合各實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚完整的闡述，但所描述的實(shí)施例僅是本實(shí)用新型用作敘述說明所用的實(shí)施例而非全部的實(shí)施例，基于該等實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的方案都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0016]在POE系統(tǒng)中，以IEEE802.3AF協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)定義的POE網(wǎng)絡(luò)須遵循的參數(shù)為例，通常PSE設(shè)備向以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)提供大約48V的直流電壓DC而波動(dòng)范圍允許在44?57V之間，以及允許每臺(tái)用電的H)設(shè)備的最大功率大約為13W，而作為傳輸信號(hào)的途徑5類線纜包括四對(duì)線纜也即合計(jì)八條線，標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)設(shè)備往往一般只是利用其中的兩對(duì)也即四條線纜，而空閑了兩對(duì)線纜。以太網(wǎng)的基礎(chǔ)最早溯源于正式通過的1BaseT lOMb/s雙絞線以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，其中T的含義表示傳輸媒介為雙絞線，而且一般是采用無屏蔽(Unshielded Twistedpair, UTP)雙絞線，為八芯結(jié)構(gòu)，兩兩絞合在一起而成四對(duì)，為了識(shí)別的方便線芯帶有不同的顏色。計(jì)算器和集線器的連接方式是通過RJ45連接器相連，RJ45和無屏蔽雙絞線UTP的連接采用TIA/EIA (電信工業(yè)協(xié)會(huì)/電子工業(yè)協(xié)會(huì))568B標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定雙絞線UTP的一些線纜對(duì)分別連接在RJ45的針腳I (TX+，發(fā)送正)、針腳2 (TX-發(fā)送負(fù))和針腳3 (RX+,接收正)、針腳6 (RX-,接收負(fù))。例如計(jì)算機(jī)等設(shè)備入網(wǎng)時(shí)可以將帶有RJ45插頭的UTP電纜將網(wǎng)卡的RJ45插座與集線器的RJ45插座相連。
[0017]基于這些業(yè)界制定的標(biāo)準(zhǔn)，本實(shí)用新型在完整的POE系統(tǒng)中，將會(huì)提供兩種不同的從供電端設(shè)備PSE (Power Sourcing Equipment)向受電端設(shè)備I3D (Power Device)提供期望的直流電源電壓的方案，它們對(duì)應(yīng)分別是中間跨度接法(Mid-Span)和終端跨度接法(Endpoint-Span)，后文的內(nèi)容將以這兩種方式展開討論。無論哪一種接法，PSE設(shè)備除了向H)設(shè)備傳輸以太網(wǎng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)以外，還向H)設(shè)備傳輸直流電源信號(hào)，將以太網(wǎng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)和直流電源信號(hào)同時(shí)向終端設(shè)備傳送，一個(gè)極佳的優(yōu)勢(shì)在于，PD設(shè)備除了擷取到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息之外還同步擷取到電源電壓，這較之傳統(tǒng)技術(shù)中網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息和電源電壓分別單獨(dú)提供的方式，至少摒棄了為終端設(shè)備單獨(dú)購(gòu)買電源適配器的高成本方案，再者還可以充分開發(fā)利用以太網(wǎng)接口中的空置線纜。
[0018]參見圖1所示，在中間跨度接法中，針對(duì)四對(duì)線纜合計(jì)八條線，我們要求使用以太網(wǎng)電纜之中的第一組線對(duì)[1/2]和第二組線對(duì)[3/6]用來傳輸以太網(wǎng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)，而另外余下來的第三組線對(duì)[4/5]和第四組線對(duì)[7/8]則沒有傳輸以太網(wǎng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)，基于傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息的功能來講，第三組線對(duì)[4/5]和第四組線對(duì)[7/8]實(shí)質(zhì)上是閑置的。所以中間跨度接法主張利用第三組線對(duì)[4/5]和第四組線對(duì)[7/8]從PSE設(shè)備向H)設(shè)備傳輸電能。仍然是參見圖1所示，在終端跨度接法中，第一組線對(duì)[1/2]和第二組線對(duì)[3/6]除了傳輸以太網(wǎng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)之外還需要同時(shí)傳輸電能，需要注意以太網(wǎng)差分?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的頻率和直流電源信號(hào)傳輸?shù)念l率不同，以確保相同的電纜對(duì)上能夠