一种PoE供电设备的制作方法

本实用新型涉及供电设备技术领域，具体涉及一种PoE供电设备。

背景技术：

PoE供电是为基于IP的终端(例如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等)传输数据信号的同时，还能为该类终端提供直流电，随着PoE供电技术的成熟，PoE供电已普遍应用在各个领域。

目前，满足IEEE 802.3af/at标准的PoE供电因供电稳定性不足，且最大输出功率仅为30W，功率输出稳定性较差，对于监控场合应用的红外高速球等类似设备，其工作环境恶劣、对供电可靠性要求极高、功率要求大，那么单凭标准的PoE供电，则不能满足要求。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种既能遵循IEEE 802.3af/at标准，又能实现高于30W的PoE大功率供电输出的PoE供电设备。

本实用新型是这样实现的，一种PoE供电设备，所述PoE供电设备包括第一电源输入端口和第二电源输入端口；

所述第一电源输入端口连接第一整流桥，所述第一整流桥的输出端连接有隔离式电源转换器，所述隔离式电源转换器的输出端连接双冗余电压输出电路；

所述第二电源输入端口连接第二整流桥，所述第二整流桥的输出端连接有并联连接的自适应MOS管导通电路和标准PoE接口电路，所述自适应MOS管导通电路和标准PoE接口电路的输出端分别连接至非隔离电源转换器，所述非隔离电源转换器的输出端连接所述双冗余电压输出电路。

作为一种改进的方案，所述自适应MOS管导通电路包括电压检测电路、光耦合电路和开关MOS管电路，所述光耦合电路包括发光二极管和光电三极管，所述开关MOS管电路包括第一NMOS管；

所述电压检测电路一端与所述第二整流桥的直流输出正极端连接，另一端连接所述光耦合电路的发光二极管的阳极端，所述发光二极管的阴极端与所述第二整流桥的直流输出负极端连接；

所述光耦合电路的光电三极管的集电极分别与所述第二整流桥的直流输出正极端、所述第一NMOS管的栅极连接，所述第一NMOS管的源极与所述第二整流桥的直流输出负极端连接，所述第一NMOS管的漏极接地，所述光电三极管的发射极与所述第二整流桥的直流输出负极端连接。

作为一种改进的方案，所述电压检测电路包括串接的稳压二极管和第一电阻，所述稳压二极管的负极端与所述第二整流桥的直流输出正极端连接，所述稳压二极管的正极端与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端连接所述发光二极管的阳极端。

作为一种改进的方案，所述第二整流桥的直流输出正极和负极之间并联有抗干扰电路和滤波电路；

所述抗干扰电路包括并联在所述第二整流桥的直流输出正极和负极之间的双向TVS管；

所述滤波电路包括并联在所述第二整流桥的直流输出正极和负极之间的第一电容。

作为一种改进的方案，所述光电三极管的集电极与所述第一NMOS管的栅极之间依次设有第一电流节点、第二电流节点和第三电流节点，所述光电三极管的发射极与所述第一NMOS管的源极之间依次设有第四电流节点、第五电流节点和第六电流节点；

所述第一电流节点与所述第四电流节点之间的连接电路上设有第二电阻，所述第二电流节点与所述第五电流节点之间的连接电路上设有第二电容，所述第三电流节点与所述第六电流节点之间的连接电路上设有第三电容。

作为一种改进的方案，所述第一NMOS管的漏极与所述接地之间设有第七电流节点，所述第七电流节点与所述第六电流节点之间的连接电路上依次串接有第三电阻和第四电容。

作为一种改进的方案，所述双冗余电压输出电路包括第一电感、第二电感、第一冗余芯片、第二冗余芯片和第三电感，所述第一冗余芯片和第二冗余芯片均设有引脚nFGD、引脚GND、引脚OFF、引脚IN、引脚GATE和引脚OUT；

所述第一电感的正极输入端与所述隔离式电源转换器的输出端连接，所述第二电感的正极输入端与所述非隔离电源转换器的输出端连接，所述第一电感和第二电感的负极输入端均接地；

所述第一电感的正极输出端、第二电感的正极输出端分别连接所述第三电感的正极输入端，所述第一电感的负极输出端和第二电感的负极输出端分别与所述第三电感的负极输入端连接；

所述第一电感的正极输出端与所述第三电感的正极输入端之间依次设有第八电流节点、第九电流节点、第十电流节点和第十一电流节点，所述第八电流节点引出的线路连接至所述第一冗余芯片的引脚OFF，所述第九电流节点引出的线路连接至所述第一冗余芯片的引脚IN，所述第十电流节点引出的线路连接至所述第一冗余芯片的引脚OUT，所述第十一电流节点接地；

所述第二电感的正极输出端与所述第三电感的正极输入端之间依次设有第十二电流节点、第十三电流节点、第十四电流节点和第十五电流节点，所述第十二电流节点引出的线路连接至所述第二冗余芯片的引脚OFF，所述第十三电流节点引出的线路连接至所述第二冗余芯片的引脚IN，所述第十四电流节点引出的线路连接至所述第二冗余芯片的引脚OUT，所述第十五电流节点接地；

所述第九电流节点与所述第十电流节点之间设有第二NMOS管，所述第二NMOS管的源极与所述第九电流节点连接，所述第二NMOS管的漏极与所述第十电流节点连接，所述第二NMOS管的栅极与所述第一冗余芯片的引脚GATE连接；

所述第十三电流节点与所述第十四电流节点之间设有第三NMOS管，所述第三NMOS管的源极与所述第十三电流节点连接，所述第三NMOS管的漏极与所述第十四电流节点连接，所述第三NMOS管的栅极与所述第二冗余芯片的引脚GATE连接；

所述第三电感的正极输出端和负极输出端连接12V输出端口。

作为一种改进的方案，所述第一电源输入端口为RJ45连接器的线对1、2、3、6，所述第二电源输入端口为RJ45连接器的线对4、5、7、8。

在本实用新型中，PoE供电设备包括第一电源输入端口和第二电源输入端口；第一电源输入端口连接第一整流桥，第一整流桥的输出端连接有隔离式电源转换器，隔离式电源转换器的输出端连接双冗余电压输出电路；第二电源输入端口连接第二整流桥，第二整流桥的输出端连接有并联连接的自适应MOS管导通电路和标准PoE接口电路，自适应MOS管导通电路和标准PoE接口电路的输出端分别连接至非隔离电源转换器，非隔离电源转换器的输出端连接双冗余电压输出电路，本PoE供电设备既遵循IEEE 802.3af/at标准，又能实现高于30W的PoE大功率供电输出，而且双冗余电压输出电路的设计增强供电可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本实用新型提供的PoE供电设备的结构示意图；

图2是本实用新型提供的自适应MOS管导通电路的电路图；

图3是本实用新型提供的双冗余电压输出电路的电路图；

其中，1-第一电源输入端口，2-第二电源输入端口，3-第一整流桥，4-隔离式电源转换器，5-双冗余电压输出电路，6-第二整流桥，7-非隔离电源转换器，8-自适应MOS管导通电路，9-标准PoE接口电路，10-光耦合电路，11-发光二极管，12-光电三极管，13-第一NMOS管，14-稳压二极管，15-第一电阻，16-双向TVS管，17-第一电容，18-第一电流节点，19-第二电流节点，20-第三电流节点，21-第四电流节点，22-第五电流节点，23-第六电流节点，24-第二电阻，25-第二电容，26-第三电容，27-第七电流节点，28-第三电阻，29-第四电容，30-第一电感，31-第二电感，32-第一冗余芯片，33-第二冗余芯片，34-第三电感，35-第八电流节点，36-第九电流节点，37-第十电流节点，38-第十一电流节点，39-第十二电流节点，40-第十三电流节点，41-第十四电流节点，42-第十五电流节点，43-第二NMOS管，44-第三NMOS管，45-电源输出端口。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

图1示出了本实用新型提供的PoE供电设备的结构示意图，为了便于说明，图中仅给出了与本实用新型相关的部件。

该PoE供电设备包括第一电源输入端口1和第二电源输入端口2；

第一电源输入端口1连接第一整流桥3，第一整流桥3的输出端连接有隔离式电源转换器4，隔离式电源转换器4的输出端连接双冗余电压输出电路5；

第二电源输入端口2连接第二整流桥6，第二整流桥6的输出端连接有并联连接的自适应MOS管导通电路8和标准PoE接口电路9，自适应MOS管导通电路8和标准PoE接口电路9的输出端分别连接至非隔离电源转换器7，非隔离电源转换器7的输出端连接双冗余电压输出电路5，该双冗余电压输出电路5连接电源输出端口45，用于连接相应的网络设备。

在该实施例中，上述第一整流桥3和第二整流桥6的电路结构为常规电路，可以采用图2所示的自适应MOS管导通电路8中左侧的整流桥的电路，在此不用以限制本实用新型。

其中，上述第一电源输入端口1为RJ45连接器的线对1、2、3、6，第二电源输入端口2为RJ45连接器的线对4、5、7、8，该RJ45连接器的线对1、2、3、6和线对4、5、7、8用于接入网络变压器，在此不再赘述。

本实用新型的PoE供电设备不仅可以通过RJ45线对1.2.3.6标准PoE供电，还可以通过RJ45连接器的线对4.5.7.8标准PoE供电，实现大功率并联输出。当PoE交换机采用PoE非标时,也可通过RJ45连接器的线对4.5.7.8自适应切换输出，功率大小取决于PoE交换机。

上述自适应MOS管导通电路8和标准PoE接口电路9为并联电路，当其中一路工作时，另一路则处于非导通状态，对于自适应MOS管导通电路8的具体实现如下述电路所记载，对于标准PoE接口电路9，该标准PoE接口电路9具备现有常规PoE接口芯片的PoE侦测和分组的功能，实现标准30W的12V供电。

在该实施例中，上述自适应MOS管导通电路8和标准PoE接口电路9的设计，使整个PoE供电的输出功能增大，可以实现大于60W的供电，满足特殊场合的供电需求，给用户带来的极大的便利，同时，上述双冗余电压输出电路5的设置，提高了整个PoE供电设备的可靠性。

如图2所示，自适应MOS管导通电路8包括电压检测电路、光耦合电路10和开关MOS管电路，光耦合电路10包括发光二极管11和光电三极管12，开关MOS管电路包括第一NMOS管13；

电压检测电路一端与第二整流桥6的直流输出正极端连接，另一端连接光耦合电路10的发光二极管11的阳极端，发光二极管11的阴极端与第二整流桥6的直流输出负极端连接；

光耦合电路10的光电三极管12的集电极分别与第二整流桥6的直流输出正极端、第一NMOS管13的栅极连接，第一NMOS管13的源极与第二整流桥6的直流输出负极端连接，第一NMOS管13的漏极接地，光电三极管12的发射极与第二整流桥6的直流输出负极端连接；

电压检测电路包括串接的稳压二极管14和第一电阻15，稳压二极管14的负极端与第二整流桥6的直流输出正极端连接，稳压二极管14的正极端与第一电阻15的一端连接，第一电阻15的另一端连接发光二极管11的阳极端；

第二整流桥6的直流输出正极和负极之间并联有抗干扰电路和滤波电路；

抗干扰电路包括并联在第二整流桥6的直流输出正极和负极之间的双向TVS管16；

滤波电路包括并联在第二整流桥6的直流输出正极和负极之间的第一电容17；

光电三极管12的集电极与第一NMOS管13的栅极之间依次设有第一电流节点18、第二电流节点19和第三电流节点20，光电三极管12的发射极与第一NMOS管13的源极之间依次设有第四电流节点21、第五电流节点22和第六电流节点23；

第一电流节点18与第四电流节点21之间的连接电路上设有第二电阻24，第二电流节点19与第五电流节点22之间的连接电路上设有第二电容25，第三电流节点20与第六电流节点23之间的连接电路上设有第三电容26；

第一NMOS管13的漏极与接地之间设有第七电流节点27，第七电流节点27与第六电流节点23之间的连接电路上依次串接有第三电阻28和第四电容29。

其中，该第一NMOS管13的型号均采用DTU30N10/30A。

在该实施例中，依据PoE标准电压供电36-57V之间的特性，上述电压检测电路实现对RJ45连接器的线对4、5、7、8的识别，当采用PoE标准供电时，该电压检测电路的稳压二极管14导通，导通后的稳压二极管14使发光二极管11点亮，点亮后的发光二极管11使光电三极管12导通，该光电三极管12的导通迫使VGS电压为低电压，该第一NMOS管13截止；供电电压智能从上述标准PoE接口电路9通过，遵循标准的PoE侦测等原则，在此不再赘述；

当RJ45连接器的线对4、5、7、8为非标准强电供电时，稳压二极管14不导通，致使发光二极管11不点亮，从而使光电三极管12不能拉低VGS电压，第一NMOS管13延时导通，而标准PoE接口电路9中的检测电阻为检测到供电设备，无法导通。

在该实施例中，上述第三电阻和第四电容，结合该第一NMOS管13，形成缓启动电路，目的在于错开PoE的上电时序方波侦测要求，延时时间为1秒。

在本实用新型中，双冗余电压输出电路5包括第一电感30、第二电感31、第一冗余芯片32、第二冗余芯片33和第三电感34，第一冗余芯片32和第二冗余芯片33均设有引脚nFGD、引脚GND、引脚OFF、引脚IN、引脚GATE和引脚OUT；

第一电感30的正极输入端与隔离式电源转换器4的输出端连接，第二电感31的正极输入端与非隔离电源转换器7的输出端连接，第一电感30和第二电感31的负极输入端均接地；

第一电感30的正极输出端、第二电感31的正极输出端分别连接第三电感34的正极输入端，第一电感30的负极输出端和第二电感31的负极输出端分别与第三电感34的负极输入端连接；

第一电感30的正极输出端与第三电感34的正极输入端之间依次设有第八电流节点35、第九电流节点36、第十电流节点37和第十一电流节点38，第八电流节点35引出的线路连接至第一冗余芯片32的引脚OFF，第九电流节点36引出的线路连接至第一冗余芯片32的引脚IN，第十电流节点37引出的线路连接至第一冗余芯片32的引脚OUT，第十一电流节点38接地；

第二电感31的正极输出端与第三电感34的正极输入端之间依次设有第十二电流节点39、第十三电流节点40、第十四电流节点41和第十五电流节点42，第十二电流节点39引出的线路连接至第二冗余芯片33的引脚OFF，第十三电流节点40引出的线路连接至第二冗余芯片33的引脚IN，第十四电流节点41引出的线路连接至第二冗余芯片33的引脚OUT，第十五电流节点42接地；

第九电流节点36与第十电流节点37之间设有第二NMOS管43，第二NMOS管43的源极与第九电流节点36连接，第二NMOS管43的漏极与第十电流节点37连接，第二NMOS管43的栅极与第一冗余芯片32的引脚GATE连接；

第十三电流节点40与第十四电流节点41之间设有第三NMOS管44，第三NMOS管44的源极与第十三电流节点40连接，第三NMOS管44的漏极与第十四电流节点41连接，第三NMOS管44的栅极与第二冗余芯片33的引脚GATE连接；

第三电感34的正极输出端和负极输出端连接12V输出端口。

其中，该第一冗余芯片32和第二冗余芯片33为LM5050芯片，该第二NMOS管和第三NMOS管的型号均采用30N10。

在该实施例中，上述RJ45连接器的线对1、2、3、6和RJ45连接器的线对4、5、7、8产生的直流供电冗余输出，当其中一路损坏时，另一路冗余电路无缝衔接，接入工作。同时也能确保大功率双通道输出。

而且，在该双冗余电压输出电路5中，该第二冗余芯片33与第三NMOS管组成的电路提供一个极低电阻抗路径，替代NMOS管中0.2-0.7V压差的二极管，适合大功率供电需求。

在本实用新型中，上述第一整流桥3、第二整流桥6、隔离式电源转换器4、非隔离电源转换器7的电路和结构采用现有常规的技术即可，在此不再赘述。

在本实用新型中，PoE供电设备包括第一电源输入端口1和第二电源输入端口2；第一电源输入端口1连接第一整流桥3，第一整流桥3的输出端连接有隔离式电源转换器4，隔离式电源转换器4的输出端连接双冗余电压输出电路5；第二电源输入端口2连接第二整流桥6，第二整流桥6的输出端连接有并联连接的自适应MOS管导通电路8和标准PoE接口电路9，自适应MOS管导通电路8和标准PoE接口电路9的输出端分别连接至非隔离电源转换器7，非隔离电源转换器7的输出端连接双冗余电压输出电路5，本PoE供电设备既遵循IEEE 802.3af/at标准，又能实现高于30W的PoE大功率供电输出，而且双冗余电压输出电路5的设计增强供电可靠性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。