专利名称：宽带专用楼宇交换机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种交换机，具体说是一种带有开关电源的宽带专用楼宇交换机。
本实用新型的技术方案为一种宽带专用楼宇交换机，包括机壳、主板及设置在机壳上的多个用户网络信号连接口N1…Ni，其特征在于交换机配置了自动开关电源，自动开关电源是由设置在交换机机壳内的电源电路和独立于交换机机壳外的多个用户室内机组成；交换机机壳内的电源电路中每个网络信号连接口N1…Ni的两个非网络信号端子N-4、N-7分别与其对应的整流模块A1…Ai的输入端连接，整流模块A1…Ai的输出端分别并联着继电器J1…Ji的控制线圈并连接到同一个DC/DC变换模块的输入端，继电器J1…Ji的常开触点串联在对应的各组网络信号线中的TX-数据线中。
所述的独立于交换机机壳外的用户室内机由电源进线插座、变压器、启动按钮、停止按钮、连接计算机的网络信号插座、连接交换机的插座、桥式整流器、继电器J组成，电源进线插座的一端与启动按钮的一端连接，启动按钮的另一端和电源进线插座的另一端连接到变压器的原方，变压器的输出方与连接交换机的插座中两个非网络信号端子连接，连接交换机的插座中用来输入网络信号的四个接线端子与连接计算机的网络信号插座的相应接线端子一一对应连接，变压器的输出方还与一桥式整流器的输入端连接，桥式整流器的输出端通过串联的停止按钮连接到继电器J的控制线圈的两端，继电器J的一常开触点J-1与启动按钮并联。
所述的独立于交换机机壳外的用户室内机中的桥式整流器的一输出端也可先通过二极管D1、三极管T1的C极和E极、串联的停止按钮再连接到继电器J的控制线圈的两端，三极管T1的控制端通过电阻Rb、光电耦合器G连接到计算机的网络信号插座中的两接线柱上。
所述的交换机机壳内的电源电路中整流模块A1…Ai的输出端都并联着电容C1…Ci，继电器J1…Ji的控制线圈中串联着电阻R1…Ri，整流模块A1…Ai的正输出端与DC/DC变换模块的正输入端之间串联着二极管D1…Di，二极管的正极与整流模块A1…Ai的正输出端相连。
所述的交换机中有一级联插座B，该插座安装在交换机的机壳上并与用户网络信号连接口N1…Ni具有相同的结构，其1、2、3、6端子连接主板的网络信号端口，4、7端子连接到DC/DC变换模块的输入端。
所述的室内机中变压器的输入和输出方分别接有共模电感，变压器的输出采用人体安全电压，启动按钮的两端并联着电阻Ra和电容Ca。
所述的室内机是一个箱体，变压器、两共模电感、桥式整流器、继电器J，电阻Ra和电容Ca安装在室内机箱体的内部，电源进线插座、启动按钮、停止按钮安装在室内机箱体的前面板上，连接计算机的网络信号插座、连接交换机的插座安装在室内机箱体的后面板上。
本实用新型有许多优点和积极效果
1、本实用新型交换机所配置的开关电源是利用宽带网用户的市电电源通过宽带网传输线路中的闲置不用的芯线给交换机供电。解决了楼道中的网络设备用电的来源问题，是由使用网络的用户提供电源，没有用户使用网络时一切网络设备停止工作，这样不会造成能源浪费，有利于延长设备的使用寿命，使用安全可靠，减少各网络公司在正常运营中引起的种种争议，并给网络公司推广应用提供方便。
2、本实用新型具有多路保护功能，电源的输入采用多路或单路48V交流供电，在单路或多路输入的情况下，都不会影响输出电压的稳定性，同时具有防雷击、防静电、防短路、等保护功能，在很大程度上提高了网络设备的可靠性。
3、供电方式的改变，有利于防止有人私自接入宽带网，减少网络公司的损失。
4、在无需另行接220V市电的情况下，充分发挥交换机的一切效果，而且可插接光纤模块，节省了资源和可利用的空间。
目前，网络信号线通常为四根，网络传输主要用八芯五类线及其对应的插座RJ45，为了叙述方便，将RJ45的各接线端子编号为1、2、3、4、5、6、7、8，并指定1、2、3、6为网络信号线，其中2为TX-数据线。
室内机的工作原理参见
图1、图2、图3，从机壳10上的电源进线插座1输入的220V交流电源通过启动按钮2、共模电感3连接到变压器4的原方，变压器4的付方输出48V人体安全电压，通过共模电感5连接到插座6(RJ45)的接线端子4、7(网络信号占RJ45中的四芯，还有四芯空缺，所以就利用剩余四芯线任选两芯来作为电源的传输线路，由于网络五类线的单芯截面积是0.2MM2，而现有网络设备需要的工作电流按48V来计算，不超过0.3A，不论从截面积或电压上来讲对五类线的终端都不会产生影响)。当用户使用网络时，插座7(RJ45)与计算机的网卡连接，只要启动计算机使网卡处于工作状态，插座7的5、8两端有电信号使光电耦合器G工作，三极管T1的C极和E极导通，此时按一下启动按钮2，变压器4工作，继电器J动作，其触点J-1闭合，保证了即使松开启动按钮2变压器4也工作，48V电压从插座6输出，同时从插座6输入网络信号，该网络信号通过插座7(RJ45)输送给用户计算机。用户停止使用网络时，按一下停止按钮8，或关闭计算机(此时网卡失电，光电耦合器G不工作，三极管T1的C极和E极不导通)，继电器J失电，其触点J-1断开，变压器4不工作，插座6的接线柱6-4、6-7上没有电压输出。
两共模电感3、5的主要作用是抑制电源中的干扰信号，在变压器4的输出端获得平稳的电压，电阻Ra和电容Ca用来消除按钮2和继电器触点J-1动作时产生的电火花。桥式整流器9的输入电压与所采用的继电器的额定电压一致。光电耦合器G一方面控制三极管T1的通断，为三极管T1提供足够的电流，另一方面起到电器隔离的作用。
交换机的工作原理参见图4、图5，图4给出了十六用户交换机的电路图，RS-232通讯口11设置在机壳12上，机壳12上的插座N1…N16(RJ45)用于与室内机的插座6连接，当用户使用网络时插座N1…N16上的两个接线端子N-4、N-7就有电压，该电压通过桥式整流器A1…A16变换为直流电压，使继电器J1…J16动作，其常开触点闭合，同时该电压通过保护二极管D1…D16连接到DC/DC变换模块的输入端，仅用一块DC/DC变换模块，其输出电压为直流3.3V，该电压是网络设备芯片需要的工作电压。此时插座上N1…N16(RJ45)就有网络信号，当有用户停止使用网络时，与之对应的插座Ni上的两个接线柱N4、N7就没有电压，继电器Ji不动作，对应的触点断开，这时四根网络信号线中主要的一根TX数据线由于继电器Ji对应的触点断开没有和插座Ni上对应的接线端2连通，所以插座Ni上没有有效网络信号。当有用户停止使用网络时，也可以通过芯片使主板不输出该用户的网络信号。
电路中二极管D1…D16的反向截止特性避免了该单元不工作而别的单元工作时可能产生的电流倒灌，本实用新型采用具有快速响应特性的肖特基二极管进一步克服了瞬间干扰。级联插座B提供了交换机扩展用接口，该级联插座B也是光纤模块13的网络信号输出端口。
权利要求1.一种宽带专用楼宇交换机，包括机壳(12)、主板及设置在机壳上的多个用户网络信号连接口N1…Ni，其特征在于交换机配置了自动开关电源，自动开关电源是由设置在交换机机壳(12)内的电源电路和独立于交换机机壳(12)外的多个用户室内机组成；交换机机壳(12)内的电源电路中每个网络信号连接口N1…Ni的两个非网络信号端子N4、N7分别与其对应的整流模块A1…Ai的输入端连接，整流模块A1…Ai的输出端分别并联着继电器J1…Ji的控制线圈并连接到同一个DC/DC变换模块的输入端，继电器J1…Ji的常开触点串联在对应的各组网络信号线中的TX-数据线中。
2.按照权利要求1所述的宽带专用楼宇交换机，其特征在于所述的独立于交换机机壳外的用户室内机由电源进线插座(1)、变压器(4)、启动按钮(2)、停止按钮(8)、连接计算机的网络信号插座(7)、连接交换机的插座(6)、桥式整流器(9)、继电器J组成，电源进线插座(1)的一端与启动按钮(2)的一端连接，启动按钮(2)的另一端和电源进线插座(1)的另一端连接到变压器(4)的原方，变压器(4)的输出方与连接交换机的插座(6)中两个非网络信号端子(6-4、6-7)连接，连接交换机的插座(6)中用来输入网络信号的四个接线端子(6-1、6-2、6-3、6-6)与连接计算机的网络信号插座(7)的相应接线端子(7-1、7-2、7-3、7-6)一一对应连接，变压器(4)的输出方还与一桥式整流器(9)的输入端连接，桥式整流器(9)的输出端通过串联的停止按钮(8)连接到继电器J的控制线圈的两端，继电器J的一常开触点J-1与启动按钮(2)并联。
3.按照权利要求1或2所述的宽带专用楼宇交换机，其特征在于所述的独立于交换机机壳(12)外的用户室内机中的桥式整流器(9)的一输出端也可先通过二极管D1、三极管T1的C极和E极、串联的停止按钮8再连接到继电器J的控制线圈的两端，三极管T1的控制端B极通过电阻Rb、光电耦合器G连接到计算机的网络信号插座(7)中的两接线端子(7-5、7-8)上。
4.按照权利要求1或2所述的宽带专用楼宇交换机，其特征在于所述的交换机机壳(12)内的电源电路中整流模块A1…Ai的输出端都并联着电容C1…Ci，继电器J1…Ji的控制线圈中串联着电阻R1…Ri，整流模块A1…Ai的正输出端与DC/DC变换模块的正输入端之间串联着二极管D1…Di，二极管的正极与整流模块A1…Ai的正输出端相连。
5.按照权利要求1或2所述的宽带专用楼宇交换机，其特征在于所述的交换机中有一级联插座B，该插座安装在交换机的机壳上并与用户网络信号连接口N1…Ni具有相同的结构，其1、2、3、6端子连接主板的网络信号端口，4、7端子连接到DC/DC变换模块的输入端。
6.按照权利要求3所述的宽带专用楼宇交换机，其特征在于所述的室内机中变压器(4)的输入和输出方分别接有共模电感(3、5)，变压器(4)的输出采用人体安全电压，启动按钮(2)的两端并联着电阻Ra和电容Ca。
7.按照权利要求1或2所述的宽带专用楼宇交换机，其特征在于所述的室内机是一个箱体(10)，变压器(4)、两共模电感(3、5)、桥式整流器(9)、继电器J，电阻Ra和电容Ca安装在室内机箱体(10)的内部，电源进线插座(1)、启动按钮(2)、停止按钮(8)安装在室内机箱体(10)的前面板上，连接计算机的网络信号插座(6)、连接交换机的插座(7)安装在室内机箱体(10)的后面板上。
8.按照权利要求6所述的宽带专用楼宇交换机，其特征在于所述的室内机是一个箱体(10)，变压器(4)、两共模电感(3、5)、桥式整流器(9)、继电器J，电阻Ra和电容Ca安装在室内机箱体(10)的内部，电源进线插座(1)、启动按钮(2)、停止按钮(8)安装在室内机箱体(10)的前面板上，连接计算机的网络信号插座(6)、连接交换机的插座(7)安装在室内机箱体(10)的后面板上。
专利摘要本实用新型提供一种宽带专用楼宇交换机，交换机配置了自动开关电源，自动开关电源是由设置在交换机机壳内的电源电路和独立于交换机机壳外的多个用户室内机组成。室内机主要任务是当用户使用网络时，利用室内电源，通过宽带网传输线路中闲置不用的芯线提供适宜的电源给交换机，同时接收交换机传输来的网络信号再输送给用户的计算机供上网之用。当某一用户停止使用网络时，切断该用户的网络信号供应，当所有用户都停止使用网络时，一切网络设备停止工作。当有多个用户同时上网时，网络设备所需电源由多个用户共同承担，这样不会造成能源浪费，有利于延长设备的使用寿命，使用安全可靠，有利于网络公司推广应用。
文档编号H04Q3/00GK2535990SQ0221371
公开日2003年2月12日 申请日期2002年3月29日 优先权日2002年3月29日
发明者孙彦彬 申请人:青岛新理念实业有限公司