一种以太网供电异常的检测电路的制作方法

1.本实用新型属于电力电子技术领域，具体涉及一种以太网供电异常的检测电路。


背景技术：

2.在以太网供电(poe power over ethernet)系统中，有两个重要的组成部分。提供电力的叫做供电设备(pse，power sourcing equipment)，而应用供电设备提供的电源的设备叫做受电设备(pd，powered device)。pse负责将电源注入以太网线，并实施功率的规划和管理。
3.目前，市面上的以太网供电(pse)设备越来越多，其应用场景也更加复杂，pse设备在使用过程中，室外感应雷击，室内静电等状况时有发生，这对以太网供电端口会产生损伤。pse设备内置有pse芯片(一分多路电源控制器)，通过pse芯片给pd设备供电，并监测和控制pd设备的接入状态以及功率等。当pse设备内部短路时(通常是pse芯片控制的mos开关管失效短路)，pse芯片无法正常监控供电功率和状态，同时还会因内部短路、负载过大等原因致温度过高导致系统工作异常，长时间运行甚至会产生起火冒烟的情况。上述状况下，pse芯片现有的功率检测和监控功能很难起到作用，因此需要提供一种解决方案，以应对上述状况。


技术实现要素：

4.本实用新型需要解决的技术问题是提供一种pse设备因内部短路造成供电异常时的检测电路，并及时发送报警信号，防止伤害发生。
5.为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：
6.一种以太网供电异常的检测电路，包括mcu、电压检测电路、电流检测电路、告警电路、pse芯片及其供电电路；其中mcu连接电压检测电路和电流检测电路，用于检测供电电源线上的电压和电流并计算供电电源线上的输出功率，mcu连接pse芯片及其供电电路，用于读取和计算pse芯片供电的pd设备总功率并与供电电源线上的输出功率进行比较，mcu连接告警电路，用于输出告警信号到告警电路，实现告警。
7.优选的，所述电压检测电路包括电阻r1
‑
r8以及电容c1、c2,其中电阻r1
‑
r7依次串联连接后接于电源正和地之间，电阻r7一端接地，电阻r7另一端与电阻r6连接，其连接节点连接mcu，电容c1并接在电阻r7两端，电阻r8一端接地，另一端连接mcu，电容c2并接在电阻r8两端，电阻r7、r8为电压采样电阻，电容c1、c2为滤波电容。
8.优选的，所述电流检测电路包括电阻rm1、r9、r10，电容c3、c4,其中电阻rm1为电流采样电阻，电容c3、c4为滤波电容，电阻r9一端连接电阻rm1一端，电阻r9另一端连接mcu并经电容c3接地，电阻r10一端连接电阻rm1另一端，电阻r10另一端连接mcu并经电容c4接地。所述电阻rm1为250微欧姆的锰铜片电阻。
9.优选的，mcu输出的告警信号输出至告警电路，所述告警电路为发光指示电路、声音警示电路、告警信号远传电路的一种或上述电路的任意组合。所述发光指示电路包括发
光管led1和电阻r11,发光管led1负极接mcu告警信号输出管脚，发光管led1正极经电阻r11接电源vcc。
10.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
11.本实用新型利用pse设备自身pse芯片的功率监测功能实现对pd设备功率的监测，通过增加外部测量电路实现对pse设备供电电源线上的输出功率的监测，利用pse设备自身的mcu对pd设备总功率以及输出功率实时进行比较，从而监测pse设备供电异常情况，并对异常情况进行告警，可以防止pse设备因内部供电短路造成的高温、起火冒烟等失控情况，减少损失。
附图说明
12.图1是本实用新型电路原理图；
13.图2是本实用新型供电电源线电压检测电路原理图；
14.图3是本实用新型供电电源线电流检测电路原理图。
具体实施方式
15.下面结合附图对实用新型做进一步详细描述：
16.本实用新型提出了一种以太网供电异常的检测电路,如图1所示，包括mcu、电压检测电路、电流检测电路、告警电路、pse芯片及其供电电路；其中mcu连接电压检测电路和电流检测电路，用于检测供电电源线上的电压和电流并计算供电电源线上的输出功率，mcu连接pse芯片及其供电电路，用于读取和计算pse芯片供电的pd设备总功率并与供电电源线上的输出功率进行比较，mcu连接告警电路，用于输出告警信号到告警电路，实现告警。
17.本实用新型的上述方法中需要pse设备测算供电电源线上的输出功率，当pse设备的mcu通过其内置的adc电路(也可以采用外置adc电路)测算供电电源线上的输出功率时，需要测量电源线上的实时电压和电流，并计算出实时输出功率，测量电源线上的实时电压的电路为电压检测电路，测量电源线上的实时电流的电路为电流检测电路。
18.如图2所示，所述电压检测电路包括电阻r1
‑
r8以及电容c1、c2,其中电阻r1
‑
r7依次串联连接后接于电源正和地之间，电阻r7一端接地，电阻r7另一端与电阻r6连接，其连接节点连接mcu，电容c1并接在电阻r7两端，电阻r8一端接地，另一端连接mcu，电容c2并接在电阻r8两端，电阻r7、r8为电压采样电阻，电容c1、c2为滤波电容。本实用新型的电压检测电路通过7颗分压电阻取得电压小信号，电阻r1
‑
r6实现逐级降压，用于防止输入电压过冲对后端采样电阻的影响，选用0805封装。
19.如图3所示，所述电流检测电路包括电阻rm1、r9、r10，电容c3、c4,其中电阻rm1为电流采样电阻，电容c3、c4为滤波电容，电阻r9一端连接电阻rm1一端，电阻r9另一端连接mcu并经电容c3接地，电阻r10一端连接电阻rm1另一端，电阻r10另一端连接mcu并经电容c4接地。所述电阻rm1为250微欧姆的锰铜片电阻，其电阻率随温度变化几乎不变，具有良好的采样精度，且价格便宜；本实用新型电路元器件成本低廉，容易实现，稳定可靠。
20.本实用新型中mcu输出告警信号至告警电路，所述告警电路为发光指示电路、声音警示电路、告警信号远传电路的一种或上述电路的任意组合。如图1所示，所述发光指示电路包括发光管led1和电阻r11,发光管led1负极接mcu告警信号输出管脚，发光管led1正极
经电阻r11接电源vcc。mcu通过i2c总线连接pse芯片及其供电电路，读取每个pd设备的功率，mcu的10、11脚连接电流检测电路的v1p、v1n，通过电流检测电路测量供电电源线上的电流i；8、9脚连接电压检测电路的v2p、v2n，通过电压检测电路测量供电电源线上的电压u；并计算供电电源线上的输出功率w_line＝u*i。
21.原理：本实用新型的pse设备利用其自身的mcu通过i2c总线读取pse芯片检测到的pd设备功率并计算pse负载总功率，mcu通过内置adc电路测算供电电源线上的输出功率，将供电电源线上的输出功率并与负载总功率进行比较；如果负载总功率等于供电电源线上的输出功率，则判断pse设备供电正常，mcu继续监控，如果负载总功率小于供电电源线上的输出功率，则pse设备某供电端口有供电，但pse芯片没有检测到(这一路电源的mos开关管已经损坏了，不受控)，也没有向mcu汇报，说明pse设备某端口供电不受控，则判断pse设备供电异常；当pse设备供电异常时，mcu输出告警信号。