一种新型PoE以太网交换机测试及老化设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型PoE以太网交换机测试及老化设备，包括输入电路、信号分离电路、电源提取电路、功率变换电路、整流滤波电路、功率切换电路、阻性负载、PWM电路、PoE Interface电路及以太网信号输出电路；该设备融合了测试和老化功能，一机两用，既能节省中小型企业的生产投资成本，又方便测试人员使用。该设备操作方便、使用简单。设备采用插卡式设计，对于多个端口的以太网POE交换机，只需在机框上插入多个单设备即可实现多端口同时测试、老化的功能。
【专利说明】
一种新型PoE以太网交换机测试及老化设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种新型PoE以太网交换机测试及老化设备。
【背景技术】
[0002]PoE(Power Over Ethernet)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不做任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端(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，还能为此类设备提供直流供电的技术。PoE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网路的正常运作，最大限度地降低成本。
[0003]自2010年中国安防行业网络高清化浪潮被掀起后，PoE技术已成为网络摄像机相较于模拟摄像机的一个重要优势点，同时能省去配置电源线的时间与金钱，使整个装置系统的成本明显降低，极大的推动了安防行业IP化进程。另外，随着各地政府对无线城市的大力推进，无线覆盖率越来越宽广，使得无线AP的使用也是越来越普及。
[0004]随着“智能、平安城市”建设的逐渐深入以及无线城市的大力推进，PoE以太网交换机的市场需求量正在逐年增长。同时对PoE以太网交换机的质量要求也越来越高，尤其是大口数的。一旦设备安装好以后出现故障，将会导致几个或者几十个摄像头无法正常工作，也就失去了其本身的监控作用。因产品使用的特殊性，所以对产品整体的品质、性能要求就比较高。生产企业在产品生产中的测试、老化步骤就越发显得重要。
[0005]而现目前市场上根本没有现成的老化设备购买，PoE交换机生产企业大多是在PoE交换机后面接几个无线AP或者摄像头，看PoE交换机有没有供电出来即完成测试出货。这种测试方法存在很大的弊端，一是产品老化时间不够，二是端口没有带满载工作，同时PoE交换机内部的电源也只是轻载工作，没有真正意义上去针对电源进行老化测试。导致出货的产品稳定性差，故障率比较高。
【发明内容】
[0006]本实用新型提供了一种新型PoE以太网交换机测试及老化设备，其目的在于，克服现有技术中以太网交换机老化设备在对以太网交换机进行老化时，老化时间不够或者没有满载测试，从而导致以太网交换机存在故障概率的问题。
[0007]—种新型PoE以太网交换机测试及老化设备，包括输入电路、信号分离电路、电源提取电路、功率变换电路、整流滤波电路、功率切换电路、阻性负载、PWM电路、PoEInterface电路及以太网信号输出电路；
[0008]所述输入电路、信号分离电路、电源提取电路、功率变换电路、整流滤波电路、功率切换电路及阻性负载依次相连；
[0009]所述输入电路、PoE Interface电路及PffM电路依次相连；
[0010]所述分离电路的输出端与电源提取电路和以太网信号输出电路相连；
[0011 ]所述功率变换电路与PffM电路之间设置有双向信号连接通路；
[0012]所述阻性负载还与所述PffM电路相连；
[0013]所述输入电路与PoE以太网交换机端口相连。
[0014]所述输入电路采用插卡式设计。
[0015]PoE以太网交换机的每一个端口与一个新型PoE以太网交换机测试及老化设备的输入电路相连;即采用插口式设计，一个端口上插一个测试及老化设备。
[0016]所述PffM电路和PoE Interface电路采用TPS23754集成电路实现。
[0017]所述整流滤波电路依次通过取样电路和稳压电路与所述PffM电路相连。
[0018]还包括设置在功率变换电路与PffM电路之间的过流保护电路。
[0019]还包括设置在阻性负载与PffM电路之间的过温保护电路。
[0020]所述阻性负载和过温保护电路之间还设置有风扇。
[0021]还包括与保护电路相连的报警单元。
[0022]所述电源提取电路为极性兼容电源提取电路。
[0023]有益效果
[0024]本实用新型提供了一种新型PoE以太网交换机测试及老化设备，包括输入电路、信号分离电路、电源提取电路、功率变换电路、整流滤波电路、功率切换电路、阻性负载、PffM电路、PoE Interface电路及以太网信号输出电路;该设备融合了测试和老化功能，一机两用，既能节省中小型企业的生产投资成本，又方便测试人员使用。该设备操作方便、使用简单，工厂测试人员只要通过简单的培训即可上岗操作使用。设备采用插卡式设计，对于多个端口的以太网POE交换机，只需在机框上插入多个单设备即可实现多端口同时测试、老化的功能。使用灵活，可随时带电热插拔，插拔单个卡时不会影响其它正在使用的卡。能实现满载老化，无需人工干预，不仅克服了现有技术中满载老化不足，老化操作复杂的问题，且保障了PoE产品的稳定性和品质，同时还实现了将电源和以太网数据单独分离出来进行测试，测试人员可根据需要对不同项目进行测试。
【附图说明】
[0025]图1为本实用新型的结构不意图；
[0026]图2为本实用新型的输入电路结构不意图；
[0027]图3为电源提取电路的结构示意图；
[0028]图4为过温保护电路示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。
[0030]如图1所示，一种新型PoE以太网交换机测试及老化设备，包括输入电路、信号分离电路、电源提取电路、功率变换电路、整流滤波电路、功率切换电路、阻性负载、PffM电路、PoEInterface电路及以太网信号输出电路；
[0031]所述输入电路、信号分离电路、电源提取电路、功率变换电路、整流滤波电路、功率切换电路及阻性负载依次相连；
[0032]所述输入电路、PoE Interface电路及PffM电路依次相连；
[0033]所述分离电路的输出端与电源提取电路和以太网信号输出电路相连；
[0034]所述功率变换电路与PffM电路之间设置有双向信号连接通路；
[0035]所述阻性负载还与所述PffM电路相连；
[0036]所述输入电路与PoE以太网交换机端口相连。
[0037]PoE以太网交换机的每一个端口与一个新型PoE以太网交换机测试及老化设备的输入电路相连;即采用插口式设计，一个端口上插一个测试及老化设备。
[0038]所述PffM电路和PoE Interface电路采用TPS23754集成电路实现。
[0039]所述整流滤波电路依次通过取样电路和稳压电路与所述PffM电路相连。
[0040]还包括设置在功率变换电路与PffM电路之间的过流保护电路。
[0041 ]还包括设置在阻性负载与PffM电路之间的过温保护电路。
[0042]所述阻性负载和过温保护电路之间还设置有风扇。
[0043]还包括与保护电路相连的报警单元。
[0044]所述电源提取电路为极性兼容电源提取电路。
[0045]当测试人员用网线将PoE老化设备与待测试的PoE交换机连接后，PoE交换机将发出一个2.8-10V/500ms的侦测脉冲电压到老化设备的输入电路。然后通过输入电路转发到TPS23754的PoE Interface，PoE Interface对收到的信号进行处理后，判断PoE交换机所接的负载是否是标准ro产品，并将判断结果返回至待测试的PoE交换机:
[0046]一旦侦测到其PD端的阻抗在标准范围之内，则认为是符合要求的PD产品，PoE交换机供电过来后不会损坏下级所连接的设备；
[0047]一旦侦测到下级所连接的设备是标准PD产品，PoE交换机就发出一个14.5-20V/75ms的分级脉冲电压到老化设备的输入电路；
[0048]然后通过输入电路转发到TPS23754的PoEInterface，判断PoE交换机所接的负载大小是多少。
[0049]PoE交换机依据所接负载大小提供标准的48V的电压到老化设备端的输入电路，如图2所示，输入电路的连接接口 J2接收到PoE交换机输出的以太网信号和48V36-57VDC电源的混合信号后，通过信号分离电路!'1，先将以太网信号从1'1的？1附，？爪3，？1邮，？1嫩单独分离出来提供给以太网输出电路J1，以便对以太网信号进行测试和交换机进行长时间老化测试。
[0050]以太网信号测试时可以直接从Jl连接通过网线连接到以太网测试设备进行测试或者两个以太网输出电路通过一根网线直接连接进行环路老化测试，而不用担心所接的是非ro负载设备而损坏测试仪器。
[0051 ]因PoE交换机协议有规定，PoE电源既可以通过输入电路中RJ45的l、2、3、6pin来传输(Alternative A)，也可以通过输入电路中RJ45的4、5、7、8pin来传输(Alternative B)，为了兼容两种供电方式的PoE交换机都能正常工作，
[0052]设备有设计了一个电源提取电路来进行取电，如图3所示，电源提取电路不光可以自动识别A模式供电和B模式供电，还能兼容供电电源的极性正反接错。标准情况下RJ45的
l、2pin或者4、5pin传输的是48V的正电压，而RJ45的3、6pin或者7、8pin传输的是48V的负电压。如果没有这种极性兼容电路存在，一旦PoE交换机电路有将极性接反，则会造成老化测试设备的主芯片损坏而使得整个设备不能正常工作。
[0053]电源提取电路得到的48V电压VDD，一路提供给主芯片TPS23754作为启动工作电压，另外一路提供给功率变换电路的主变压器T2初级侧。TPS23754得到48V的启动工作电压后，产生PWM波形去驱动功率变换电路的MOSFET管Ql，Q6。功率MOSFET管Ql，Q6在PffM波形的控制下，产生间隙性的导通和关断动作(即斩波过程)，从而将48V固定直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压，然后再通过功率变换电路的主变压器T2电磁耦合到次级侧。次级侧耦合到的高频交流电压通过整流滤波电路进行转换，变换成电压稳定、纹波小的直流电压提供给功率切换电路。测试工程师可以根据需要通过老化设备上的功率切换电路来选择PoE交换机所带负载量的大小，比如符合IEEE802.3af标准的15.4W负载，符合IEEE802.3at标准的30W负载等等。整流滤波后的电压通过取样电路和稳压电路反馈至TPS23754，以确保输出电压的稳定和减少非线性失真。
[0054]因整个系统负载量大，每端口的最大负载可达到30W，而对大口数交换机进行老化测试时，一般最大负载可达400-500W甚至800W以上，这就会造成整个老化设备发热量严重。对此，老化设备采用过温保护电路，如图4所示，随时监测系统的温升。当系统空载时，如果过温保护系统的控制芯片U5的第3脚检测到整机温度不高，则其第8脚输出低电平，不启动风扇来降温，可有效减少功耗，节约能源以及降低噪声。随着负载量的增加，当老化测试设备系统温度升高到控制芯片U5的限定值时，则其第8脚输出高电平，过温保护系统将启动J201外接的风扇进行散热，同时，过温保护系统也可以随着温度的增加而通过U5的第7脚来调整风扇的转速来进行降温。一旦温度超过设定的最高温度而未能降下来，过温保护电路的控制芯片U5将从第2脚将发出一个控制信号给TPS23754，使电路进入保护状态而停止工作，直到老化测试设备整机温度降下来后才开始继续工作。同时，过温保护电路的控制芯片U5的第5脚也将输出一连串的脉冲信号去驱动蜂鸣器发出告警声音，提醒测试人员注意。测试人员听到告警提示音后，可以减轻系统所带的负载量来保护设备，同时也可以轻按复位开关SWl来清除告警提示声音。
【主权项】
1.一种新型PoE以太网交换机测试及老化设备，其特征在于，包括输入电路、信号分离电路、电源提取电路、功率变换电路、整流滤波电路、功率切换电路、阻性负载、PffM电路、PoEInterface电路及以太网信号输出电路； 所述输入电路、信号分离电路、电源提取电路、功率变换电路、整流滤波电路、功率切换电路及阻性负载依次相连； 所述输入电路、PoE Interface电路及PffM电路依次相连； 所述分离电路的输出端与电源提取电路和以太网信号输出电路相连； 所述功率变换电路与PffM电路之间设置有双向信号连接通路； 所述阻性负载还与所述PWM电路相连； 所述输入电路与PoE以太网交换机端口相连。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述输入电路采用插卡式设计。3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述PWM电路和PoEInterface电路采用TPS23754集成电路实现。4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述整流滤波电路依次通过取样电路和稳压电路与所述PWM电路相连。5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括设置在功率变换电路与PWM电路之间的过流保护电路。6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括设置在阻性负载与PWM电路之间的过温保护电路。7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述阻性负载和过温保护电路之间还设置有风扇。8.根据权利要求5-7任一项所述的设备，其特征在于，还包括与保护电路相连的报警单J L ο9.根据权利要求1-7任一项所述的设备，其特征在于，所述电源提取电路为极性兼容电源提取电路。
【文档编号】H04L12/931GK205510098SQ201620211178
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月18日
【发明人】郭敏, 胡志坤, 廖北平, 言杉, 冯亮
【申请人】醴陵恒茂电子科技有限公司