CN201355811Y - 以太网络供电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型是有关于一种以太网络供电设备，其包括交流/直流转换器；连接该交流/直流转换器的备用电池模块；以太网络供电模块及连接在备用电池模块与以太网络供电模块之间的介面电路。介面电路用于当以太网络供电设备的电源断电时，使备用电池模块接收以太网络供电设备的第一控制信号而开始供电；并当以太网络供电设备的电源恢复供电时，使备用电池模块接收以太网络供电设备的第二控制信号而停止供电。本实用新型的以太网络供电设备为一整合设备，结构简单。

Description

以太网络供电设备

技术领域

本实用新型涉及一种以太网络供电设备，特别是涉及一种具备后备电源的以太网络供电设备。

背景技术

近年来，网络(即网路，本文均称为网络)电话(Voice OverInternet Protocol，VoIP)和无线网络(Wireless Local AreaNetwork，WLAN)的应用如火如荼，通过以太网络本身提供电力支援的需求也越来越迫切。以太网络供电(Power Over Ethernet，POE)技术以其对数据和电源一举两得的传输方式得到了众多厂商和用户的青睐。通常，为了保证以太网络供电设备持续提供电源给用电设备，例如无线网络的户外终端设备，不间断电源或备用电池需连接到以太网络供电设备。

请参阅图1所示，其是先前技术所使用的一种以太网络供电系统。此以太网络供电系统10包括不间断电源(UPS)11，以太网络供电模块(即模组，本文均称为模块)(Power Source Equipment，PSE)12以及用电设备(Powered Dvice，PD)13。不间断电源11接收外部交流电并且将其转换为低压直流电，此低压直流电可为不间断电源11内部的备用电池充电，之后并以此低压直流电转换为交流电以提供给以太网络供电模块12。当外部交流电被切断时，不间断电源11内部的备用电池可以在一定的时间内提供电源以驱动以太网络供电模块12。

然而，在以太网络供电系统10中，不间断电源11通常为外购设备，因此以太网络供电系统10的体积较大、集成度较低。另外，不间断电源11不能根据以太网络供电模块12的工作状态调整其输出的电源，因此以太网络供电系统10不能持续提供稳定的输出。

由此可见，上述现有的以太网络供电设备在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型的以太网络供电设备，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本实用新型的目的在于，克服现有的以太网络供电设备存在的缺陷，而提供一种新型的以太网络供电设备，所要解决的技术问题是使其整合度较高，非常适于实用。

本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实用新型提出的一种以太网络供电设备，其包括：一交流/直流转换器；一备用电池模块，连接该交流/直流转换器；一以太网络供电模块；以及一介面电路，连接在该备用电池模块与该以太网络供电模块之间，其中，该介面电路在当该以太网络供电设备的电源断电时，使该备用电池模块因接收该以太网络供电设备的一第一控制信号而开始供电，并当该以太网络供电设备的电源恢复供电时，使该备用电池模块因接收该以太网络供电设备的一第二控制信号而停止供电。

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的以太网络供电设备，其中所述的第二控制信号为高电压反馈信号。

前述的以太网络供电设备，其中所述的第一控制信号为低电压反馈信号。

前述的以太网络供电设备，其中所述的介面电路包括由一第一晶体管、一第二晶体管及一开关晶体管连接成的一第一支路，该开关晶体管连接在该备用电池模块与一直流输出端之间，该控制信号藉由该第一晶体管及该第二晶体管来控制该开关晶体管。

前述的以太网络供电设备，其中所述的开关晶体管的控制端经由该第二晶体管的二导通端接地，该第二晶体管的控制端经由该第一晶体管的二导通端接地且经由一限流电阻连接至该备用电池模块，该第一晶体管的控制端接收该第一或第二控制信号。

前述的以太网络供电设备，其中所述的第一与第二晶体管为NMOS晶体管，该开关晶体管为PMOS晶体管。

前述的以太网络供电设备，其中所述的介面电路包括由一第三晶体管、一第四晶体管、一第五晶体管及一光耦元件连接成的一第二支路，该第二支路在该以太网络供电设备的电源断电后再次供电时产生一软启动信号以启动该以太网络供电设备。

前述的以太网络供电设备，其中所述的以太网络供电模块的软启动控制端经由该第五晶体管的二导通端以及该光耦元件内之晶体管的二导通端接地；该第五晶体管的控制端依次经由一偏置电阻及该第四晶体管的二导通端接地，且经由一电容接地；该第四晶体管的控制端依次经由一充电电阻及一充电电容接地，且经由该充电电阻连接至该备用电池模块；该第四晶体管的控制端经由该第三晶体管的二导通端接地，该第三晶体管的控制端用于接收该第一或第二控制信号。

前述的以太网络供电设备，其中所述的第三、第四晶体管为NMOS晶体管，该第五晶体管为PMOS晶体管。

前述的以太网络供电设备，其中该以太网络供电模块与该交流/直流转换器以及备用电池模块为整合性模块。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型以太网络供电设备至少具有下列优点及有益效果：本实用新型因采用连接在备用电池模块与以太网络供电模块之间的介面电路，使得以太网络供电模块与交流/直流转换器以及备用电池模块可以整合为一整合模块。

综上所述，本实用新型一种以太网络供电设备，其包括交流/直流转换器；连接该交流/直流转换器的备用电池模块；以太网络供电模块及连接在备用电池模块与以太网络供电模块之间的介面电路。介面电路用于当以太网络供电设备的电源断电时，使备用电池模块接收以太网络供电设备的第一控制信号而开始供电；并当以太网络供电设备的电源恢复供电时，使备用电池模块接收以太网络供电设备的第二控制信号而停止供电。本发明的以太网络供电设备为一整合设备，结构简单。本实用新型在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为先前技术所使用的一种以太网络供电系统的电路方块图。

图2为本发明以太网络供电设备的一较佳实施例的电路方块图。

图3为图2所示的介面电路的详细电路图。

21：以太网络供电设备        22：用电设备

210：交流/直流转换器        212：备用电池模块

213：介面电路               214：以太网络供电模块

231：第一晶体管             232：第二晶体管

233：第三晶体管             234：第四晶体管

235：第五晶体管             236：光耦元件

237：开关晶体管        238：控制信号输入端

239：软启动输出端      241：电容

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的以太网络供电设备其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型加以限制。

请参阅图2所示，其是本发明以太网络供电设备的一较佳实施例的电路方块图。其中，以太网络供电设备21包括交流/直流转换器211，连接该交流/直流转换器211的备用电池模块212，以太网络供电模块(PSE)214以及连接在备用电池模块212与以太网络供电模块214的间的介面电路213。

交流/直流转换器211用于接收外部交流电压以将其转换成直流低压而对备用电池模块212充电。以太网络供电模块214由外部交流电压供电，并产生直流低压输出至用电设备22。外部交流电压可以是220V或110V的交流电压。直流低压可以是48V直流电压。用电设备22可以是无线的路由设备、网络电话设备或者部分小功率的桌面型交换机。以太网络供电模块214与交流/直流转换器211以及备用电池模块212为整合性模块而非分离式结构。

以下将详细描述以太网络供电设备21的工作原理：

通常，以太网络供电模块214由外部交流电压供电。当外部交流电断电，以太网络供电模块214即藉由介面电路213将低电压反馈信号Low传递给备用电池模块212，使得备用电池模块212的开关导通，如此一来备用电池模块212就会经由输出端开始对用电设备22供电。而当外部交流电压恢复供电时，以太网络供电模块214即藉由介面电路213将高电压反馈信号High传递给备用电池模块212，使得备用电池模块212开关关闭，如此一来即可改由以太网络供电模块214对用电设备22供电。

请一并参阅图3所示，其是图2所示的介面电路213的详细电路图。在本实施例中，介面电路213包括第一晶体管231、第二晶体管232、第三晶体管233、第四晶体管234、第五晶体管235、光耦元件236、开关晶体管237、控制信号输入端238以及软启动输出端239。第一、第二、第三及第四晶体管231、232、233、234为N型金属氧化半导体(N-type Metal Oxide Semiconductor，NMOS)晶体管，第五晶体管235及开关晶体管237为P型金属氧化半导体(P-type MetalOxide Semiconductor，PMOS)晶体管。

开关晶体管237连接在备用电池模块212与直流输出端DC_OUT之间，即开关晶体管237的二导通端(源极、漏极)分别连接至备用电池模块212与直流输出端DC_OUT。开关晶体管237的控制端(栅极)经由第二晶体管232的二导通端而接地。第二晶体管232的控制端经由第一晶体管231的二导通端而接地，且经由一限流电阻连接至备用电池模块212。第一晶体管231的控制端连接至控制信号输入端238。控制信号输入端238连接至以太网络供电模块214的电源控制端(PSEcontrol power)用于接收低电压反馈信号Low或高电压反馈信号High。

软启动输出端239连接至以太网络供电模块214的软启动控制端(PSE controller soft start)以提供一软启动信号至以太网络供电模块214。同时，软启动输出端239依次串联第五晶体管235的二导通端以及光耦元件236内的晶体管的二导通端接地。

第五晶体管235的控制端依次经由一偏置电阻及第四晶体管234的二导通端而接地，且经由电容241接地。第四晶体管234的控制端依次经由充电电阻及充电电容接地，且经由同一个充电电阻而连接至备用电池模块212。第四晶体管234的控制端经由第三晶体管的二导通端而接地，第三晶体管233的控制端用于接收前述的第一或第二控制信号。

以下将详细描述介面电路213的工作原理：

当外部交流电压断电时，以太网络供电模块214的电源控制端将产生低电压反馈信号Low，此低电压反馈信号会被传输至控制信号输入端238以使得第一晶体管231被截止。第二晶体管232的控制端经由限流电阻连接至备用电池模块212，因此第二晶体管232导通。开关晶体管237的控制端经由处于导通状态的第二晶体管232接地，因此开关晶体管237导通。备用电池模块212经由处于导通状态的开关晶体管237而连接至直流输出端DC_OUT以对用电设备22供电。

此时，控制信号输入端238所接收的低电压反馈信号Low会使得第三晶体管233截止，备用电池模块212对充电电容充电并经由充电电阻施加至第四晶体管234的控制端以使其导通。第五晶体管235的控制端因为经由偏置电阻及处于导通状态的第四晶体管234接地而被导通。同时，光耦元件236内部的二极管有电流通过，也处于导通状态。因此，软启动输出端239依次经由处于导通状态的第五晶体管235以及光耦元件236接地，并提供零电位的信号至以太网络供电模块214的软启动控制端(PSE controller soft start)使其停止工作。

当外部交流电压重新供电时，以太网络供电模块214的电源控制端将产生高电压反馈信号High，且此高电压反馈信号High会被传输至控制信号输入端238以使第一晶体管231导通。第二晶体管232的控制端经由处于导通状态的第一晶体管231接地，因此第二晶体管232被截止，并进而导致开关晶体管237截止。

此时，控制信号输入端238所接收的高电压反馈信号High使得第三晶体管233导通，充电电容缓慢放电为零电位并施加至第四晶体管234的控制端使其截止，进而使第五晶体管235截止。当以太网络供电模块214的软启动控制端(PSE controller soft start)对连接在其上的电容充电至高电位时，以太网络供电模块214将重新启动并开始对用电设备22进行供电。

综上所述，在本发明的以太网络供电模块214与交流/直流转换器211以及备用电池模块212可以通过介面电路213而整合成为一个整合性模块，因此可使整体结构简单化。

另外，介面电路213包括由第一晶体管231、第二晶体管232及开关晶体管237连接成的第一支路，其实现前述当以太网供电设备21的电源断电时使备用电池模块212接收以太网供电设备21的控制信号(低电压反馈信号)而开始供电的目的，且其也用于实现前述当以太网供电设备21的电源恢复供电时使备用电池模块212接收以太网供电设备21的另一控制信号(高电压反馈信号)而停止供电的目的。因此，以太网供电设备21可以根据以太网络供电模块214的工作状态来调整输出的电源，使得以太网供电设备21能持续提供稳定的输出。

再者，介面电路213进一步包括由第三晶体管233、第四晶体管234、第五晶体管235及光耦元件236所连接成的第二支路，其可以实现前述当以太网供电设备21的电源断电后再次供电时使以太网络供电模块214可以接收软启动信号以正常启动的目的。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种以太网络供电设备，其特征在于其包括：

一交流/直流转换器；

一备用电池模块，连接该交流/直流转换器；

一以太网络供电模块；以及

一介面电路，连接在该备用电池模块与该以太网络供电模块之间，

其中，该介面电路在当该以太网络供电设备的电源断电时，使该备用电池模块因接收该以太网络供电设备的一第一控制信号而开始供电，并当该以太网络供电设备的电源恢复供电时，使该备用电池模块因接收该以太网络供电设备的一第二控制信号而停止供电。

2.根据权利要求1所述的以太网络供电设备，其特征在于其中所述的第二控制信号为高电压反馈信号。

3.根据权利要求1所述的以太网络供电设备，其特征在于其中所述的第一控制信号为低电压反馈信号。

4.根据权利要求1所述的以太网络供电设备，其特征在于其中所述的介面电路包括由一第一晶体管、一第二晶体管及一开关晶体管连接成的一第一支路，该开关晶体管连接在该备用电池模块与一直流输出端之间，该控制信号藉由该第一晶体管及该第二晶体管来控制该开关晶体管。

5.根据权利要求4所述的以太网络供电设备，其特征在于其中所述的开关晶体管的控制端经由该第二晶体管的二导通端接地，该第二晶体管的控制端经由该第一晶体管的二导通端接地且经由一限流电阻连接至该备用电池模块，该第一晶体管的控制端接收该第一或第二控制信号。

6.根据权利要求5所述的以太网络供电设备，其特征在于其中所述的第一与第二晶体管为NMOS晶体管，该开关晶体管为PMOS晶体管。

7.根据权利要求1所述的以太网络供电设备，其特征在于其中所述的介面电路包括由一第三晶体管、一第四晶体管、一第五晶体管及一光耦元件连接成的一第二支路，该第二支路在该以太网络供电设备的电源断电后再次供电时产生一软启动信号以启动该以太网络供电设备。

8.根据权利要求7所述的以太网络供电设备，其特征在于其中所述的以太网络供电模块的软启动控制端经由该第五晶体管的二导通端以及该光耦元件内之晶体管的二导通端接地；该第五晶体管的控制端依次经由一偏置电阻及该第四晶体管的二导通端接地，且经由一电容接地；该第四晶体管的控制端依次经由一充电电阻及一充电电容接地，且经由该充电电阻连接至该备用电池模块；该第四晶体管的控制端经由该第三晶体管的二导通端接地，该第三晶体管的控制端用于接收该第一或第二控制信号。

9.根据权利要求8所述的以太网络供电设备，其特征在于其中所述的第三、第四晶体管为NMOS晶体管，该第五晶体管为PMOS晶体管。

10.根据权利要求1所述的以太网络供电设备，其特征在于其中该以太网络供电模块与该交流/直流转换器以及备用电池模块为整合性模块。

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