POC短路保护电路、NVR同轴传输供电电路和视频监控系统的制作方法

本实用新型涉及同轴供电技术领域，特别是涉及一种POC短路保护电路。

背景技术：

POC(Power Over Coaxial)是一种基于同轴线的视频、同轴控制、电源叠加的技术，可以实现电源和网络信号的同轴传输。POC用于安防监控网络通讯领域时，仅需一条同轴线就可以实现多个IPC(IP CAMERA，网络摄像机)和NVR(Network Video Recorder，网络硬盘录像机)之间的连接，具有传输距离长、功率高等优点。

目前，POC安防IPC或NVR同轴电缆外层为铜丝屏蔽网，中心为铜芯线，具有很好的信号传输特性和较高的传输带宽，但由于上述结构，在安装和使用中,屏蔽网与中心铜芯线很容易碰到而发生短路，烧毁设备。

技术实现要素：

基于此，提出一种POC短路保护电路、NVR同轴传输供电电路和视频监控系统，对POC进行短路保护，并实现短路后的自动恢复，提高了同轴电缆供电的安全性和可靠性。

一方面，本实用新型提出一种POC短路保护电路，包括：

高低压开关，具有受控端、第一电压输入端、第二电压输入端以及电压输出端；所述高低压开关用于根据从受控端获得的选择信号选择从第一电压输入端或第二电压输入端获得输入电压、并将所述输入电压从电压输出端输出，所述电压输出端连接同轴电缆输出接口；其中，所述第一电压输入端输入供电电压；

短路探测单元，用于生成短路探测电压并输入到所述第二电压输入端；

控制单元，用于在为POC连接设备上电时发送所述选择信号控制高低压开关输出短路探测电压以检测同轴电缆的短路情况；所述控制单元还在检测到所述同轴电缆短路时断开所述高低压开关。

在其中一个实施例中，所述短路探测单元为具有短路保护功能的稳压器，所述稳压器的输出端连接所述第二电压输入端。

在其中一个实施例中，所述稳压器的型号为78M05。

在其中一个实施例中，还包括采样电路和放大电路，所述采样电路的输入端连接所述同轴电缆输出接口，用于采集所述同轴电缆输出接口的电流，所述采样电路的输出端连接放大电路的输入端，所述放大电路的输出端连接所述控制单元的输入端。

另一方面，本实用新型提出一种NVR同轴传输供电电路，包括NVR供电电路、NVR网络电路、同轴电缆输出接口以及权利要求1-4任意一项所述的POC短路保护电路；其中，所述NVR供电电路的输入端输入所述供电电压、并将所述供电电压转换为NVR的工作电压；

所述POC短路保护电路的电压输出端与所述NVR网络电路的一端分别与所述同轴电缆输出接口连接。

在其中一个实施例中，所述NVR同轴传输供电电路包括：第一DC/DC电路，所述第一DC/DC电路的输入端输入所述供电电压，所述第一DC/DC电路的输出端分别连接NVR电源接口和所述短路探测单元的输入端。

在其中一个实施例中，所述NVR网络电路包括：第一隔离耦合电路和第一信号转换电路，所述第一信号转换电路用于进行PLC信号与以太网信号的相互转换；所述第一隔离耦合电路的一端连接所述同轴电缆输出接口，所述第一隔离耦合电路的另一端连接所述第一信号转换电路的PLC信号端，所述第一信号转换电路的以太网信号端连接NVR网口。

在其中一个实施例中，还包括：第一防衰减电路，所述第一防衰减电路的输入端连接所述高低压开关的输出端，所述第一防衰减电路的输出端连接所述同轴电缆输出接口。

再一方面，本实用新型还提出一种视频监控系统，包括通过同轴电缆连接的NVR和IPC，，所述NVR包括权利要求5-7任意一项所述的NVR同轴传输供电电路，所述NVR通过所述同轴电缆与IPC通信及向所述IPC供电。

在其中一个实施例中，所述IPC包括IPC同轴传输受电电路，所述IPC同轴传输受电电路包括第二DC/DC电路，第二隔离耦合电路、第二防衰减电路、IPC网口和用于进行PLC信号与以太网信号的相互转换的第二信号转换电路，所述第二防衰减电路的一端连接同轴电缆输入接口，所述第二防衰减电路的另一端连接所述第二DC/DC电路的输入端，所述第二DC/DC电路的输出端连接IPC电源接口，所述第二隔离耦合电路的一端连接所述同轴电缆输入接口，所述第二隔离耦合电路的另一端连接所述第二信号转换电路的PLC信号端，所述第二信号转换电路的以太网信号端连接IPC网口。

上述POC短路保护电路、NVR同轴传输供电电路和视频监控系统，通过控制电路对同轴电缆的输出电压进行控制，在供电上电时，控制单元控制高低压开关输出低电压进行短路探测，若同轴电缆输出接口未发生短路，控制单元控制高低压开关输出高电压供电，并实时检测同轴电缆输出接口的电流，当检测到同轴电缆输出接口短路时，控制单元控制高低压开关断开使得同轴电缆不输出电压，对与该同轴电缆连接的设备起到短路保护的作用，并通过该短路探测功能实现短路后的自动恢复，提高了同轴电缆供电的安全性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种视频监控系统的电路框图；

图2是本实用新型实施例提供的一种POC短路保护的电路框图；

图3是本实用新型实施例提供的一种NVR同轴传输供电电路的电路图；

图4是本实用新型实施例提供的一种IPC同轴传输受电电路的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

为了解决POC中容易出现短路的问题，在POC中增加POC短路保护电路。参见图1，视频监控系统包括NVR侧的NVR同轴传输供电电路30及NVR、IPC侧的IPC同轴传输受电电路40及IPC。

在NVR侧，电源经过NVR供电电路301转换为NVR设备的工作电压。电源还通过POC保护电路302与同轴电缆输出接口连接，即BNC输出接口10。NVR网络电路303连接在NVR和BNC输出接口10之间，用于传输网络信号。电源的电压信号和网络信号在同轴电缆输出接口处叠加，通过同轴电缆向IPC侧传输。

在IPC侧，同轴电缆传输过来的信号经过分离，电源的电压信号经过IPC供电电路401处理转换为IPC的工作电压。网络信号经过IPC网络电路402在同轴电缆输出接入接口，即BNC输入接口22和IPC之间传输。

POC可以实现NVR和IPC之间的电源和网络信号的同轴传输，即电源和网络信号在同一根线路上传输，NVR同轴传输供电电路30通过同轴电缆向IPC提供电源和网络信号，其中该网络信号可以双向传输，即NVR和IPC相互传输网络信号。当NVR向IPC传输网络信号时，电源和网络信号叠加后通过同轴电缆到达IPC，再经信号分离处理后分别为IPC提供电源和网络信号，该电源为48V直流电压。

这样就实现了NVR向IPC供电的过程。在此过程中，POC短路保护电路302实时检测同轴电缆的短路情况，进行短路保护。

参见图2，图2是一实施例提供的一种POC短路保护的电路框图。

本实施例中，该POC短路保护电路302包括：高低压开关11、短路探测单元12以及控制单元13。

高低压开关11具有受控端、第一电压输入端、第二电压输入端以及电压输出端。所述高低压开关11用于根据从受控端获得的选择信号选择从第一电压输入端或第二电压输入端获得输入电压、并将所述输入电压从电压输出端输出，所述电压输出端连接同轴电缆输出接口；其中，所述第一电压输入端输入供电电压。该第一电压输入端为高低压开关的高电压输入端，第二电压输入端为高低压开关的低电压输入端，该供电电压为48V直流电压。

短路探测单元12用于生成短路探测电压并输入到所述第二电压输入端。该短路探测单元12可以是具有短路保护功能的稳压器14。在其中一个实施例中，该稳压器14的型号为78M05，输出稳定的5V直流电压。

控制单元13用于在为POC连接设备上电时发送所述选择信号控制高低压开关输出短路探测电压以检测同轴电缆的短路情况；所述控制单元13还在检测到所述同轴电缆短路时断开所述高低压开关。

基于上述结构，在NVR供电上电时，控制单元13控制高低压开关11输出低电压5V进行短路探测，该控制单元13可以为MCU控制器。若检测到该同轴电缆输出接口，即BNC输出接口10的采样电流未超过预设电流阈值，即同轴电缆输出接口未发生短路，控制单元13控制高低压开关11输出高电压48V进入正常供电模式，并实时检测BNC输出接口10的电流，即NVR同轴传输供电电路30的输出电流，当检测到BNC输出接口10的采样电流达到了预设电流阈值，即同轴电缆发生短路时，控制单元13控制高低压开关11断开，使得同轴电缆不输出电压，对POC连接设备NVR和IPC起到短路保护的作用，并按照固定的时间间隔进行短路探测，当线路恢复正常后，自动进入正常供电模式，通过该短路探测功能实现短路后的自动恢复，提高了POC供电的安全性和可靠性。

在其中一个实施例中，参见图3，该POC短路保护电路302还包括采样电路15和放大电路，所述采样电路15的输入端连接所述同轴电缆输出接口，用于采集所述同轴电缆输出接口的电流，所述采样电路15的输出端连接放大电路的输入端，所述放大电路的输出端连接所述控制单元13的输入端。参见图3该采样电路包括采样电阻R_S1，采样电阻R_S1的一端分别连接BNC输出接口10的负极和所述放大电路的信号输入端，采样电阻R_S1的另一端接地，该放大电路包括运算放大器U7，该运算放大器U7的输入端连接连接BNC输出接口10的负极，输出端连接MCU控制器U8的模数转换输入端。

参见图3和图4，图3是本实用新型实施例提供的一种NVR同轴传输供电电路的电路图，图4是本实用新型实施例提供的一种IPC同轴传输受电电路的电路图。

本实施例中，该视频监控系统包括通过同轴电缆连接的NVR同轴传输供电电路30和IPC同轴传输受电电路40，其中，NVR同轴传输供电电路30包括上述POC短路保护电路302；

在该视频监控系统中，NVR同轴传输供电电路30通过BNC输出接口10经同轴电缆到达BNC输入接口22，向IPC同轴传输受电电路40提供电源，同时传输网络信号，同样的，该网络信号可以双向传输，即由IPC传输至NVR。

该NVR同轴传输供电电路30还包括NVR供电电路301、NVR网络电路303、同轴电缆输出接口10，所述NVR供电电路301的输入端输入所述供电电压、并将所述供电电压转换为NVR的工作电压，所述POC短路保护电路302的电压输出端与所述NVR网络电路303的一端分别与所述同轴电缆输出接口连接。

上述NVR供电电路301为第一DC/DC电路16，该第一DC/DC电路16的输入端连接48V直流电压，输出端分别连接NVR电源接口和稳压器14的输入端，将48V直流电压转换成12V直流电压为NVR提供直流电源，稳压器14接入该12V直流电压，并将其转换为5V直流电压输出至高低压开关11的第二电压输入端。NVR网络电路包括进行PLC信号与以太网信号的相互转换的第一信号转换电路，参见图3，上述高低压开关为电路U1，第一DC/DC电路为芯片U2，第一信号转换电路为型号为PL_ETH的电路U5。

在其中一个实施例中，上述NVR网络电路303还包括：第一隔离耦合电路20，所述第一隔离耦合电路20的一端连接所述同轴电缆输出接口10，所述第一隔离耦合电路20的另一端连接所述第一信号转换电路18的PLC信号端，所述第一信号转换电路18的以太网信号端连接NVR网口J4。由于直流电源，本实施例中为48V直流电压和网络信号的频率相差很大，加入隔离耦合电路可以有效的防止这两路信号的相互干扰，保障网络传输的信号质量。

其中，该第一隔离耦合电路20包括电容C1和变压器T1，电容C1的一端连接同轴电缆输出接口的正极，电容C1的另一端连接变压器T1的一边的同名端，变压器T1一边的异名端连接同轴电缆输出接口的负极，变压器T1的另一边连接所述第一信号转换电路18的PLC信号端。

在其中一个实施例中，上述NVR同轴传输供电电路30还包括：第一防衰减电路21，所述第一防衰减电路21的输入端连接所述高低压开关11的输出端，所述第一防衰减电路21的输出端连接所述同轴电缆输出接口。由于DC/DC电路的输入端跨接有大电容，为了阻止网络信号在经过DC/DC电路时被吸收发生衰减，在DC/DC电路的输入端串联大电感，可以有效的抑制高频网络信号的通过，保障网络传输的信号质量。

其中，该第一防衰减电路21包括电感L1，电感L1的一端连接所述高低压开关11电的输出端，另一端连接所述同轴电缆输出接口的正极。

本实施例中，该IPC同轴传输受电电路40包括包括第二DC/DC电路23，第二隔离耦合电路27、第二防衰减电路28、IPC网口J5和用于进行PLC信号与以太网信号的相互转换的第二信号转换电路25，所述第二防衰减电路28的一端连接同轴电缆输入接口，即BNC输入接口22，所述第二防衰减电路28的另一端连接所述第二DC/DC电路23的输入端，所述第二DC/DC电路23的输出端连接IPC电源接口J2，所述第二隔离耦合电路27的一端连接所述同轴电缆输入接口，所述第二隔离耦合电路27的另一端连接所述第二信号转换电路25的PLC信号端，所述第二信号转换电路25的以太网信号端连接IPC网口J5，参见图3，该第二DC/DC电路23为芯片U3，该第二信号转换电25为型号为PL_ETH的电路U6。

NVR将加载有网络信号的直流电源提供给IPC时，需要经过隔离耦合进行信号分离，网络信号经过第二隔离耦合电27进行信号滤波后为IPC提供网络信号，直流电源，即48V直流电压通过第二DC/DC电路23进行电压转换后输出12V直流电压为IPC供电。

其中，第二隔离耦合电路27包括电容C2和高频变压器T2，所述第二防衰减电路28包括电感L2，电感L2的一端连接所述BNC输入接口22的正极，电感L2的另一端连接所述第二DC/DC电路23的输入端，电容C2的一端连接所述BNC输入接口22的正极，电容C2的另一端连接高频变压器T2一边的同名端，高频变压器T2一边的异名端连接BNC输入接口22的负极并接地，高频变压器T2的另一边连接所述第二信号转换电路25的PLC信号端，所述以太网信号端连接IPC网口J5。第二DC/DC电路23输出12V直流电压为IPC提供电源。

下面结合图3和图4所示的电路说明本实用新型的工作原理。

在该视频监控系统中，由NVR同轴传输供电电路30通过同轴电缆向IPC进行供电并实现网络信号的传输，NVR上电时先由控制单元13控制高低压开关11输出低压到同轴电缆输出接口进行短路探测，并通过采样电路15检测同轴电缆输出接口的电流，判断同轴电缆是否发生短路，若发生短路，控制单元13控制高低压开关11断开，使得同轴电缆不对外输出电压；若未发生短路，控制单元13控制高低压开关11输出高电压，NVR供电电路进入正常供电模式，即进行低压探测和高压供电。在供电过程中，若同轴电缆发生短路，实时监测到短路状态后，断开高低压开关11同轴电缆输出接口不输出电压，有效的保障了同轴电缆供电的安全性和可靠性，该视频监控系统还包括隔离耦合电路和防衰减电路，可以有效的分离出同轴电缆中同时传输的直流电源和网络信号，提高了同轴电缆网络信号的传输质量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。