CN111245628A - 一种支持双网口以太网受电的受电设备及受电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支持双网口以太网受电的受电设备及受电系统，该受电设备包括一第一受电检测芯片、一第一受电回路、一第二受电回路和一延迟导通电路。通过本技术方案，解决了双网口供电中的检测信号相互竞争的问题，能够使得受电设备中的两个网口全部同时支持以太网供电，进而避免了使用两套受电电路致使设备成本过高的情况发生，提高了该种受电设备的使用范围和用户体验。

Description

一种支持双网口以太网受电的受电设备及受电系统

技术领域

本发明涉及以太网供电领域，尤其涉及一种支持双网口以太网受电的受电设备及受电系统。

背景技术

以太网供电是一种可以在以太网中通过双绞线来传输电力与数据到设备上的技术，通过这项技术可使包括网络电话、无线基站、摄像头、集线器、电脑等设备都能采用以太网供电技术进行供电；由于能借由以太网获得供电的电子设备无需额外的电源插座就可使用，所以同时能省去配置电源线的时间与金钱，使整个设备系统的成本相对降低；而目前全球均普遍采用RJ-45网络插座，因此各种以太网设备都具备兼容性；该技术不需要更改以太网的缆线架构即可运作，所以采用以太网供电系统不但节省成本易于布线安装还具备了远程通电、断电的能力。

一个典型的以太网供电系统包括供电设备(PSE设备)、受电设备(PD设备)以及网线。供电设备包括POE交换机、POE injector等产品形态，而受电设备则包括AP(无线接入点)、IP Camera、IP电话机等产品形态。

在某些形态的受电设备中具有2个及以上以太网口，用户希望两个网口全部支持以太网受电功能。这样当一个网口出现故障时，另一个网口也可以通过以太网供电获得电源,也即该受电设备支持双网口以太网受电。

如说明书附图1所示，当前典型设计是使用两套受电检测电路，每个网口均采用单独的受电检测芯片，这样两个网口同时进行以太网供电测试时就不会产生检测竞争的问题，但它的缺点在于增加了设备的配置成本和PCB使用空间，同时对产品的外观设计形成掣肘，从而制约了其用范围。

如果双网口可以共享一套受电检测电路，则将大幅度降低产品成本，扩大应用范围，但当前业界对于双网口共享一套受电检测的电路设计存在缺陷，当两个网口同时进行受电检测时，因两路检测信号的竞争导致受电检测结果为无效状态，进而导致受电设备上电失败，此结果在产品商业应用中是无法接受的，如说明书附图2所示，当前另一种典型设计为在供电设备侧暂时关闭其中一个网口的以太网供电功能，于同一时刻中只保留单网口供电，该技术方案的缺陷在于需要用户对供电设备进行额外设定操作，进而导致使用体验不佳。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种支持双网口以太网受电的受电设备，具体技术方案如下所示：

一种支持双网口以太网受电的受电设备，其特征在于，包括：

一受电检测芯片；

一第一受电回路，连接于一第一受电端网口与受电检测芯片之间；

一第二受电回路，连接于一第二受电端网口与受电检测芯片之间；

第一受电回路包括一第一正向通路和一第一回流通路；

第二受电回路包括一第二正向通路和一第二回流通路；

还包括，一延迟导通电路，延迟导通电路设置于第一回流通路和第二回流通路上，以使第一受电回路迟于第二受电回路被导通，并当第二受电回路导通时阻止第一受电回路导通。

优选的，该种受电设备，其中第一受电回路包括一第一整流电路，用于将第一受电端网口接收到外部的极性不同的直流电转化为极性固定的直流电；

第二受电回路包括一第二整流电路，用于将第二受电端网口接收到外部的极性不同的直流电转化为极性固定的直流电。

进一步优选的，该种受电设备，其中第一整流电路为桥式整流电路，第一整流电路包括两个并联连接的整流桥；

第二整流电路与第一整流电路结构相同。

优选的，该种受电设备，其中延迟导通电路包括一二极管、一三端延时开关元件和一电压管理电路；

于第一正向通路上设置有一第一节点；

于第一回流通路上设置有一第二节点；

电压管理电路串联于第一节点和第二节点之间，电压管理电路还包括一电压输出支路；

三端延时开关元件设置于第一回流通路上并正接于第二节点和受电检测芯片的负极端口之间，三端延时开关元件的控制端连接电压输出支路；

于三端延时开关元件的控制端和电压输出支路间设置有一第三节点；

于第二回流通路上设置有一第四节点，第四节点还连接第三节点；

二极管设置于第二回流通路上并正接于第四节点和受电检测芯片的负极端口之间；

优选的，该种受电设备，其中二极管为肖特基二极管。

优选的，该种受电设备，其中三端延时开关元件为N沟道MOS管；

N沟道MOS管的源极靠近受电检测芯片的负极端口，N沟道MOS管的漏极靠近第二节点，N沟道MOS管的栅极连接电压输出支路。

进一步优选的，该种受电设备，其中电压管理电路包括一第一分压电阻和一稳压管，第一分压电阻和稳压管串联连接；

于第一分压电阻和稳压管间设置有一第五节点，电压输出支路自第五节点引出。

优选的，该种受电设备，其中三端延时开关元件为可控硅；

可控硅的阳极靠近受电检测芯片的负极端口，可控硅的阴极靠近第二节点，可控硅的控制极连接电压输出支路。

进一步优选的，该种受电设备，其中电压管理电路包括一第二分压电阻和一第三分压电阻，第二分压电阻和第三分压电阻串联连接；

于第二分压电阻和第三分压电阻间设置有一第六节点，电压输出支路自第六节点引出。

一种支持双网口以太网受电的受电系统，其特征在于，包括一如上述任意一项的受电设备；

受电系统还包括一供电设备，供电设备包括一第一供电端网口和一第二供电端网口，用于向受电设备发送受电检测信号并提供36-57V直流电；

第一供电端网口通过网线对应连接第一受电端网口；

第二供电端网口通过网线对应连接第二受电端网口。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本技术方案同时适用于Endpoint型(端点式)以太网供电设备和Midspan型(中跨式)以太网供电设备，通过本技术方案，解决了双网口供电中的检测信号相互竞争问题，能够使得受电设备中的两个网口全部同时支持以太网供电，进而避免了使用两套受电电路致使设备成本过高的情况发生，提高了该种受电设备的使用范围和用户体验。

附图说明

图1为现有技术中一种支持双网口受电的以太网供电系统的结构示意图；

图2为现有技术中一种支持单网口受电的以太网供电系统的结构示意图；

图3为本发明一种支持双网口以太网受电的受电设备及受电系统中，第一实施例中以太网供电系统的结构示意图；

图4为本发明一种支持双网口以太网受电的受电设备及受电系统中，第二实施例中以太网供电系统的结构示意图。

其中：

00为供电设备，001为第一供电端网口，002为第二供电端网口；

01为受电设备，011为第一受电端网口，012为第二受电端网口；

11为第一整流电路，12为第二整流电路；

2为受电检测芯片；

3为电压调节器；

4为二极管；

51为N沟道MOS管，S为源极，D为漏极，G1为栅极；

52为可控硅，A为阳极，K为阴极，G2为控制极；

6为电压管理电路，61为第一分压电阻，62为稳压管，63为第二分压电阻，64为第三分压电阻；

a为第一节点，b为第二节点，c为第三节点，d为第四节点，e为第五节点，f为第六节点。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种支持双网口以太网受电的受电设备，具体技术方案如下所示：

一种支持双网口以太网受电的受电设备01，应用于一以太网供电系统中，如图3-4所示，该种以太网供电系统还包括一供电设备00，供电设备00包括一第一供电端网口001和一第二供电端网口002；

该种受电设备01具体包括：

第一受电端网口011，第一受电端网口011通过网线与第一供电端网口001电连接；

第二受电端网口012，第二受电端网口012通过网线与第二供电端网口002电连接；

一受电检测芯片2；

第一受电端网口011通过一第一整流电路11与受电检测芯片2相连接，第一受电端网口011、第一整流电路11和受电检测芯片2构成第一受电回路；

第二受电端网口012通过一第二整流电路12与受电检测芯片2相连接，第二受电端网口012、第二整流电路12和受电检测芯片2构成第二受电回路；

于受电检测芯片2的负极端口和第二整流电路12间设置一第三节点c和一二极管4，二极管4串联于第三节点c和受电检测芯片2的负极端口之间，二极管4的负极靠近第三节点c；

于受电检测芯片2和第一整流电路间设置一第一节点a和一第二节点b，于第一节点a和第二节点b间设置有一电压管理电路6，电压管理电路6包括一电压输出支路；

于受电检测芯片2的负极端口和第二节点b间串联一延时开关元件，延时开关元件包括一控制极，控制极与电压输出支路相连；

于电压输出支路和控制极间设置一第四节点d，第四节点d与第三节点c相连接。

在本发明的一较佳实施例中，为解决双网口共享一套以太网供电检测系统进而产生检测信号竞争的问题提出了一种解决方案，通过在受电设备的一路以太网受电路径上搭建一个延时开关电路，使得另一以太网受电路径上的检测信号能够更先到达受电检测芯片完成检测过程先行上电，从而避免了两路检测信号的竞争冲突。

于上述较佳实施例中，该种受电设备应用于一以太网供电系统中，该种以太网供电系统还包括一供电设备00，该种供电设备00包含一第一供电端网口001和一第二供电端网口002，用于进行供电和受电检测：当供电设备00重新上电后，供电设备00将根据设备内部的预设规则或是外部人员给出的指令决定需要执行单网口供电操作或是双网口供电操作；当供电设备00执行单网口供电操作时，待供电网口先每间隔一预定时间进行一次检测波形的发送，检测受电设备01是否与之完成正常对接，直至获悉受电设备01完成正常对接后停止检测波形的发送并持续保持上电状态；而当供电设备00需要执行双网口供电操作时，第一供电端网口001和第二供电端网口002每间隔一预定时间同时进行一次检测波形的发送，检测与之对接的受电端网口是否正常对接，并在获悉任一受电端网口正常对接后停止检测波形的发送并向该受电端网口持续保持上电状态。

于上述较佳实施例中，供电设备00的供电网口和受电设备01的受电网口间采用五类双绞线进行连接。

如图3-图4所示，于上述较佳实施例中，延时开关电路包括一二极管4、一电压管理电路6和一延时开关元件，当供电设备00需要执行双网口供电操作时，具有二极管4的第二回流通路将被率先导通，而具有延时开关元件的第一回流通路将被延时导通状态，从而使得回流的检测波形不会产生竞争冲突，同时无需人为介入能够完全自动化地实现双网口受电的功能，使得现有技术中存在的难题得到了有效解决。

作为优选的实施方式，于该种受电设备01中，其中第一整流电路11和第二整流电路12的结构相同。

进一步的，于该种受电设备01中，其中第一整流电路11为桥式整流电路，第一整流电路11包括两个并联连接的整流桥。

在本发明的另一较佳实施例中，如图3-图4所示，第一整流电路11和第二整流电路12的结构完全相同，均为桥式整流电路，通过八个二极管构成两个并联连接的整流桥，能够高效地将供电设备供给的极性不同的直流电转化为极性固定的直流电，并具有体积小、使用便捷的特点。

作为优选的实施方式，于该种受电设备01，其中二极管4为肖特基二极管。

在本发明的另一较佳实施例中，采用肖特基二极管，其具有开关频率高和正向压降低的优点，适合于在低压、大电流输出场合用作高频整流，作为一较优选择完美契合了本技术方案的应用场景。

作为优选的实施方式，该种受电设备01还包括一电压调节器3；电压调节器3连接受电检测芯片2。当完成受电检测后供电设备00即可向受电设备01进行以太网供电，经过整流电路得到的极性固定的直流电将通过电压调节器进行调压而后提供给具体器件进行电力使用。

现提供两个具体实施例对本技术方案进行进一步阐释和说明：

在本发明的第一实施例中，如图3所示，延时开关元件采用N沟道MOS管51，如图3所示，N沟道MOS管的源极S靠近受电检测芯片2的负极端口，N沟道MOS管的漏极D靠近第二节点b，N沟道MOS管的栅极G1连接电压输出支路；同时电压管理电路6由一第一分压电阻61和一稳压管62组成，第一分压电阻61和稳压管62串联连接；于第一分压电阻61和稳压管62间设置有一第五节点e，电压输出支路即是由第五节点e所引出的。

于上述第一实施例中，当供电设备00重新上电后，若根据设定只需给第一受电端网口011进行供电时，先通过第一供电端网口001发出检测波形，检测波形经过第一整流电路整流后到达受电检测芯片完成检测后回流，此时由第一分压电阻61和稳压管62组成的电压管理电路6给N沟道MOS管51的栅极G1提供了导通电压，使得N沟道MOS管51能够得以顺利导通，第一受电回路导通完成受电检测，此时第一受电端网口011完成上电过程并保持上电状态。

于上述第一实施例中，当供电设备00重新上电后，若根据设定只需给第二受电端网口012进行供电时，由于二极管4可以直接导通，第二受电回路能够直接导通完成受电检测，此时第二受电端网口012完成上电过程并保持上电状态。

于上述第一实施例中，当供电设备00重新上电后，若根据设定需要同时给第一受电端网口011和第二受电端网口012进行供电时，供电设备00通过第一供电端网口001和第二供电端网口002，每间隔一预定时间同步进行一次检测波形的发送：由于N沟道MOS管51的存在使得第一回流通路将迟于第二回流通路被接通，随着第二回流通路被接通，第三节点c和第四节点d电势相同，直接拉低了栅极电压使得栅极G1不能开启，此时第二受电端网口012顺利完成上电过程并保持供电状态，直至第二受电回路出现故障需要切换双通道受电时第一受电回路才能够因为栅极电压的恢复而被重新接通。

在本发明的第二实施例中，如图4所示，与上述第一实施例不同的是：延时开关元件采用可控硅52代替N沟道MOS管，可控硅52的阳极A靠近受电检测芯片2的负极端口，可控硅52的阴极K靠近第二节点b，可控硅52的控制极G2连接电压输出支路；同时电压管理电路6改为包括一第二分压电阻63和一第三分压电阻64，第二分压电阻63和第三分压电阻64串联连接，并于第二分压电阻63和第三分压电阻64间设置有一第六节点f，电压输出支路即是由第六节点f所引出的。

于上述第二实施例中，采用可控硅52作为延时开关元件，具有体积小、效率高、寿命长的优点；无论是单网口受电还是双网口受电，供电设备00重新上电后的受电检测流程均与上述第一实施例相同，在此不做累述。

综上所述，本技术方案同时适用于Endpoint型(端点式)以太网供电设备和Midspan型(中跨式)以太网供电设备，通过本技术方案，解决了双网口供电中的检测信号相互竞争问题，能够使得受电设备中的两个网口全部同时支持以太网供电，进而避免了使用两套受电电路致使设备成本过高的情况发生，提高了该种受电设备的使用范围和用户体验。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种支持双网口以太网受电的受电设备，其特征在于，包括：

一受电检测芯片；

一第一受电回路，连接于一第一受电端网口与所述受电检测芯片之间；

一第二受电回路，连接于一第二受电端网口与所述受电检测芯片之间；

所述第一受电回路包括一第一正向通路和一第一回流通路；

所述第二受电回路包括一第二正向通路和一第二回流通路；

还包括，一延迟导通电路，所述延迟导通电路设置于所述第一回流通路和所述第二回流通路上，以使所述第一受电回路迟于所述第二受电回路被导通，并当所述第二受电回路导通时阻止所述第一受电回路导通。

2.如权利要求1所述的受电设备，其特征在于，所述第一受电回路包括一第一整流电路，用于将所述第一受电端网口接收到外部的极性不同的直流电转化为极性固定的直流电；

所述第二受电回路包括一第二整流电路，用于将所述第二受电端网口接收到外部的所述极性不同的直流电转化为所述极性固定的直流电。

3.如权利要求2所述的受电设备，其特征在于，所述第一整流电路为桥式整流电路，所述第一整流电路包括两个并联连接的整流桥；

所述第二整流电路与所述第一整流电路结构相同。

4.如权利要求1所述的受电设备，其特征在于，所述延迟导通电路包括一二极管、一三端延时开关元件和一电压管理电路；

于所述第一正向通路上设置有一第一节点；

于所述第一回流通路上设置有一第二节点；

所述电压管理电路串联于所述第一节点和所述第二节点之间，所述电压管理电路还包括一电压输出支路；

所述三端延时开关元件设置于所述第一回流通路上并正接于所述第二节点和所述受电检测芯片的负极端口之间，所述三端延时开关元件的控制端连接所述电压输出支路；

于所述三端延时开关元件的控制端和所述电压输出支路间设置有一第三节点；

于所述第二回流通路上设置有一第四节点，所述第四节点还连接所述第三节点；

所述二极管设置于所述第二回流通路上并正接于所述第四节点和所述受电检测芯片的负极端口之间。

5.如权利要求4所述的受电设备，其特征在于，所述二极管为肖特基二极管。

6.如权利要求4所述的受电设备，其特征在于，所述三端延时开关元件为N沟道MOS管；

所述N沟道MOS管的源极靠近所述受电检测芯片的负极端口，所述N沟道MOS管的漏极靠近所述第二节点，所述N沟道MOS管的栅极连接所述电压输出支路。

7.如权利要求6所述的受电设备，其特征在于，所述电压管理电路包括一第一分压电阻和一稳压管，所述第一分压电阻和所述稳压管串联连接；

于所述第一分压电阻和所述稳压管间设置有一第五节点，所述电压输出支路自所述第五节点引出。

8.如权利要求4所述的受电设备，其特征在于，所述三端延时开关元件为可控硅；

所述可控硅的阳极靠近所述受电检测芯片的负极端口，所述可控硅的阴极靠近所述第二节点，所述可控硅的控制极连接所述电压输出支路。

9.如权利要求8所述的受电设备，其特征在于，所述电压管理电路包括一第二分压电阻和一第三分压电阻，所述第二分压电阻和所述第三分压电阻串联连接；

于所述第二分压电阻和所述第三分压电阻间设置有一第六节点，所述电压输出支路自所述第六节点引出。

10.一种支持双网口以太网受电的受电系统，其特征在于，包括一如权利要求1-9中任意一项所述的受电设备；

所述受电系统还包括一供电设备，所述供电设备包括一第一供电端网口和一第二供电端网口，用于向所述受电设备发送受电检测信号并提供36-57V直流电；

所述第一供电端网口通过网线对应连接所述第一受电端网口；

所述第二供电端网口通过网线对应连接所述第二受电端网口。

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