供电设备的识别电路以及受电设备的制作方法与工艺

本申请涉及电路领域，特别是涉及一种供电设备的识别电路以及受电设备。

背景技术：
在光纤到配线点(FiberToTheDistributionPoint，FTTdp)的组网环境中，网络设备通常设置远离电源的户外、过道或者楼层之间等等，所以，网络设备难以获得供电。以太网供电(PoweroverEthernet，POE)技术允许供电设备(powersourcingequipment，PSE)通过同一根以太网电缆在传送数据的同时向具有电源接口(powerinterface)可作为受电设备(PoweredDevice，PD)的网络设备直接供电，从而能够使得网络设备通过网络设备的下一级设备(通常设置在用户室内，能够容易与电源连接，并且与网络设备通过以太网电缆连接)取电。目前，POE的标准类型有802.3af和802.3at两种。而802.3at标准相比802.3af的不同之处在于：802.3at标准的最后一个等级的供电功率可达25.5瓦，而802.3af的最后一个等级的供电功率只达12.95瓦。由于供电设备和受电设备是独立开发的，以受电设备的研发为例，受电设备的研发者没法预知客户将会使用基于何种标准的供电设备，如果客户将一个基于802.3at标准设计的受电设备连接到一个基于802.3af标准设计的供电设备时，则有可能因为受电设备请求提供25.5瓦的功率，而供电设备无法提供超过12.95W的功率而导致过载掉电。

技术实现要素：
本申请主要解决的技术问题是提供一种供电设备的识别电路以及受电设备，能够区分不同类型的供电设备，以供受电设备对超出供电设备供电能力范围外的等级进行限制，从而防止过载掉电。为解决上述技术问题，本申请第一方面提供一种供电设备的识别电路，用于检测供电设备是第一供电设备还是第二供电设备，其中，所述第一供电设备和所述第二供电设备具有不同的供电功率，并在负载功率超出各自供电功率时产生过载保护，所述识别电路包括充电保持模块、负载模块、识别模块以及过载保护监测模块，其中所述充电保持模块与所述供电设备或所述供电设备所连接的电压转换模块连接，并经所述供电设备或所述电压转换模块的输入电压进行充电后输出第一充电电压，所述负载模块在所述供电设备或电压转换模块的输入电压减去所述第一充电电压的差值大于阈值时连接所述供电设备或电压转换模块，其中，所述负载模块的负载功率设置成使得当所述供电设备为所述第一供电设备时不产生过载保护，而当所述供电设备为所述第二供电设备时产生过载保护，所述过载保护监测模块检测所述供电设备是否产生过载保护，所述识别模块在所述供电设备产生过载保护时由所述第一充电电压进行充电并输出第二充电电压做识别信号。结合第一方面，本申请第一方面的第一种可能的实施方式中，所述充电保持模块包括第一电阻以及第一电容，所述第一电阻的第一端用于耦接所述供电设备或所述电压转换模块，所述第一电阻的第二端耦接所述第一电容的第一端，所述第一电容的第二端接地，所述第一电阻与所述第一电容的公共端用于输出所述第一充电电压。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请第一方面的第二种可能的实施方式中，所述负载模块包括第二电阻以及第一开关管，所述第二电阻的第一端用于耦接所述供电设备或所述电压转换模块，所述第二电阻的第二端耦接所述第一开关管的第一端，所述第一开关管的控制端耦接所述第一电阻以及所述第一电容的公共端，所述第一开关管的第二端接地，在通过第一开关管的第一端所输入的所述供电设备或所述电压转换模块的输入电压与通过第一开关管的控制端所输入的所述第一充电电压之差大于阈值时，所述第一开关管导通，进而使得在所述供电设备为第一供电设备时，所述供电设备正常工作，而在所述供电设备为第二供电设备时，所述供电设备过载，并在通过第一开关管的第一端所输入的所述供电设备或电压转换模块的输入电压与通过第一开关管的控制端所输入的所述第 一充电电压之差小于或等于阈值时，所述第一开关管截止。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本申请第一方面的第三种可能的实施方式中，所述电路还包括受控开关模块，所述受控开关模块的输入端用于耦接所述供电设备或电压转换模块，所述受控开关模块的输出端用于耦接受电设备，所述受控开关模块的控制端耦接所述第一电阻与所述第一电容的公共端。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本申请第一方面的第四种可能的实施方式中，所述识别模块包括第二开关管以及第二电容，所述第二开关管的第一端分别耦接所述受控开关模块的控制端以及所述第一电阻与所述第一电容的公共端，所述第二开关管的控制端耦接所述过载保护监测模块，所述第二开关管的第二端耦接所述第二电容的第一端，所述第二电容的第二端接地，所述第二开关管的第二端与所述第二电容的公共端作为所述识别模块的输出端，检测时，如果所述供电设备为第一供电设备时，输入到所述第二开关管的第一端的第一充电电压小于输入到所述第二开关管的控制端的过载保护监测模块所输出的电压，所述第二开关管截止，所述第二电容得不到充电，所述识别模块的输出端输出零电平作为第一识别信号，以识别所述供电设备的类型为第一供电设备，如果所述供电设备为第二供电设备时，输入到所述第二开关管的第一端的第一充电电压大于或等于输入到所述第二开关管的控制端的过载保护监测模块所输出的电压，所述第二开关管导通以对所述第二电容进行充电产生所述第二充电电压，所述识别模块的输出端输出第二充电电压作为第二识别信号，以识别所述供电设备的类型为第二供电设备。结合第一方面的第四种可能的实施方式，本申请第一方面的第五种可能的实施方式中，还包括第一放电模块，所述第一放电模块包括第三电阻以及第三开关管，所述第三电阻的第一端耦接所述识别模块的输出端，所述第三电阻的第二端耦接所述第三开关管的第一端，所述第三开关管的控制端用于输入所述受电设备所输出的放电信号，所述第三开关管的第二端接地，在检测结束后，所述第三开关管的控制端输入所述受电设备所输出的放电信号，使得所述第三开关管导通，从而通过所述第三电阻以及第三开关管对所述第二电容存储的电荷进行放电，进而对所述识别模块的输出 端进行复位。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本申请第一方面的第六种可能的实施方式中，所述过载保护监测模块为第四电阻，所述第四电阻的第一端用于耦接所述供电设备或电压转换模块，所述第四电阻的第二端接地。结合第一方面的第三种可能的实施方式，本申请第一方面的第七种可能的实施方式中，还包括第二放电模块，所述第二放电模块包括第五电阻以及第四开关管，所述第五电阻的第一端耦接所述第一电阻以及所述第一电容的公共端，所述第五电阻的第二端耦接所述第四开关管的第一端，所述第四开关管的控制端耦接受控开关模块的输出端，第四开关管的第二端接地，在检测结束后，所述受控开关模块导通，所述供电设备或所述电压转换模块输出的电压通过所述受控开关模块输入到所述第四开关管的控制端，使得所述第四开关管导通，从而通过所述第五电阻以及第四开关管对所述第一电容存储的电荷进行放电。结合第一方面，本申请第一方面的第八种可能的实施方式中，所述负载模块的额定功率在13瓦至25瓦之间。为了解决上述问题，本申请还提供了一种受电设备，采用了上述任一项所述的供电设备的识别电路。上述方案通过在供电设备类型测试模式时，禁止供电设备对受电设备进行供电，利用额定功率介于两种类型的供电设备所能提供的最大功率的负载模块测试供电设备是否会过载掉电，并利用供电设备过载时的特性产生两种不同的识别信号，以供受电设备对超出供电设备供电能力范围外的等级进行限制，从而防止过载掉电。而在结束供电设备类型测试模式后(此时已对受电设备的等级进行了限制)，打开受控开关，使得供电设备能够正常对受电设备进行供电。附图说明图1是本申请供电设备的识别电路与其它电路的连接示意图；图2是本申请供电设备的识别电路一实施方式的结构示意图；图3是图2所示的供电设备的识别电路一实施方式的电路图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透切理解本申请。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施方式中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。参阅图1，图1是本申请供电设备的识别电路与其它电路的连接示意图。如图1所示，供电设备110耦接电压转换模块120，电压转换模块120耦接受电设备130。本申请供电设备110的识别电路140可以耦接于供电设备110以及电压转换模块120之间，或者耦接于电压转换模块120以及受电设备130之间。供电前，供电设备110的识别电路140识别供电设备110是第一供电设备或者第二供电设备。其中，第一供电设备和第二供电设备具有不同的供电功率，第一供电设备比第二供电设备能够提供更高的供电功率，并在负载功率超出各自供电功率时产生过载保护。例如：第一供电设备为采用的是802.3at标准的供电设备，第二供电设备为采用的是802.3af标准的供电设备。如果供电设备110的识别电路140耦接于供电设备110以及电压转换模块120之间，则供电设备110的识别电路140直接通过供电设备110输出的电压进行识别；如果供电设备110的识别电路140耦接于电压转换模块120以及受电设备130之间，则供电设备110的识别电路140通过电压转换模块120转换后的电压进行识别。识别完毕后，供电设备110向受电设备130供电。供电时，供电设备110向电压转换模块120输出电压，电压转换模块120将供电设备110输出的电压转换为受电设备130所需要的电压。电压转换模块120将转换后的电压输出到受电设备130，以提供给受电设备130使用。参阅图2，图2是本申请供电设备的识别电路一实施方式的结构示意图。本实施方式的供电设备的识别电路240包括：充电保持模块241、负载模块243、识别模块245、过载保护监测模块247以及第二放电模块248。充电保持模块241与电压转换模块220连接，并经电压转换模块220 的输入电压进行充电后输出第一充电电压至负载模块243。负载模块243在电压转换模块220的输入电压与第一充电电压之差大于阈值时连接电压转换模块220。负载模块243的负载功率设置成使得当供电设备210为第一供电设备时不产生过载保护，而当供电设备210为第二供电设备时产生过载保护。过载保护监测模块247检测供电设备210是否产生过载保护。识别模块245在供电设备210产生过载保护时由第一充电电压进行充电并输出第二充电电压做识别信号。参阅图3，图3是图2所示的供电设备的识别电路一具体实施方式的电路图。下面以第一供电设备为采用802.3at标准的供电设备，第二供电设备为采用802.3af标准的供电设备，供电设备310输出的电压经过电压转换模块320进行电压转换后，电压转换模块320输出转换后的转换电压到识别电路340以识别供电设备310是第一供电设备还是第二供电设备为例进行说明。本实施方式的供电设备的识别电路340包括：充电保持模块341、受控开关模块342、负载模块343、识别模块345、第二放电模块346以及过载保护监测模块347。充电保持模块341包括第一电阻R1以及第一电容C1，第一电阻R1的第一端用于耦接供电设备310或电压转换模块320，第一电阻R1的第二端耦接第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端接地。受控开关模块342为一个可控硅。负载模块343包括第二电阻R2以及第一开关管Q1，第二电阻R2的第一端用于耦接供电设备310或电压转换模块320，第二电阻的R2第二端耦接第一开关管Q1的第一端，第一开关管Q1的控制端耦接第一电阻R1以及第一电容C1的公共端，第一开关管Q1的第二端接地。识别模块345包括第二开关管Q2以及第二电容C2，第二开关管Q2的第一端分别耦接受控开关模块D3的控制端以及第一电阻R1与第一电容C1的公共端，第二开关管Q2的控制端耦接过载保护监测模块347，第二开关管Q2的第二端耦接第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端接地，第二开关管Q2的与第二电容C2的公共端作为识别模块345的输出端。第一放电模块346包括第三电阻R3以及第三开关管Q3，第三电阻R3的第一端耦接识别模块345的输出端，第三电阻R3的第二端耦接第三开关管Q3的第一端，第三开关管Q3的控制端用于输入受电设备330所输出的放电信号，第三开关管Q3的第二端接地。过载保护监测模块347为第四电阻R4。在其它的实施方式中，过载保护监测模块347也可以是多个电阻的串并联或者电阻和电容的串联。第二放电模块248包括第五电阻R5以及第四开关管Q4，第五电阻R5的第一端耦接第一电阻R1以及第一电容C1的公共端，第五电阻R5的第二端耦接第四开关管Q4的第一端，第四开关管Q4的控制端耦接受控开关模块342的输出端，第四开关管Q4的第二端接地。下面根据供电设备310是第一供电设备还是第二供电设备进行分析：(1)如果供电设备310是第一供电设备，则识别电路340的工作过程如下：供电前，供电设备310输出的电压经过电压转换模块320进行电压转换。电压转换模块320将供电设备310所提供的电压转换为适合受电设备330的电压。电压转换模块320输出12V电压，第一二极管D1与第四电阻R4所在的支路只存在容量极少的分布电容，所以，电流快速通过第一二极管D1以及第四电阻R4，使得节点B处的电压快速上升至节点A处的电压(即，12V电压)。而第二二极管D2、第一电阻R1与第一电容C1所在的支路，由于第一电容C1的存在，电流通过第二二极管D2、第一电阻R1对第一电容C1进行充电，使得节点C的电压随着节点A处的电压缓慢上升至节点A处的12V电压，以形成第一充电电压。在理想的状态下，设置第四电阻R4的阻值、第一电阻R1的阻值以及第一电容C1的容值，使得节点B在瞬间上升至节点A处的12V电压，而节点C在80毫秒后上升至9.5V电压，在200毫秒后上升至节点A处的12V电压。供电设备310输出的电压的0至80毫秒，节点C的电压小于或等于9.5V。设置可控硅D3，使得输入到可控硅D3的控制端的电压小于9.5V时，可控硅D3处于截止状态。所以，在供电设备310输出的电压的0至80毫秒时，可控硅D3一直处于截止状态，电压转换模块320输出的12V电压不能输出到受电设备330中，以防止受电设备330作为负载与电压转 换模块320建立连接，从而影响测试结果。同时，节点C的电压小于或等于9.5V，故输入到第一开关管Q1的控制端的第一充电电压也小于或等于9.5V，而电压转换模块320通过第二电阻R2输入到第一开关管Q1的第一端的电压为12V，第一开关管Q1的第一端与第一开关管Q1的控制端的电压差大于令第一开关管Q1导通的阈值，第一开关管Q1导通，电流通过第二电阻R2和第一开关管Q1，实现负载模块343与电压转换模块320建立连接，进入检测状态。第二电阻R2的额定功率在13瓦至25瓦之间，所以，当供电设备310为第一供电设备时，供电设备310可以提供25.5瓦的供电功率，大于第二电阻R2的额定功率，供电设备310不会过载。供电设备310会一直正常进行供电，第二开关管Q2的第一端的电压始终小于或等于第二开关管Q2的控制端的电压，所以第二开关管Q2一直截止，第二电容C2得不到充电，第二开关管Q2的与第二电容C2的公共端(即识别模块340的输出端)输出低电平。供电设备310输出的电压的80毫秒后，节点C的电压上升至大于9.5V，而电压转换模块320通过第二电阻R2输入到第一开关管Q1的第一端的电压为12V，第一开关管Q1的第一端与第一开关管Q1的控制端的电压差小于令第一开关管Q1导通的阈值，第一开关管Q1截止，电流不能通过第二电阻R2和第一开关管Q1，负载模块343不再消耗供电功率，检测状态结束。同时，节点C输出到可控硅D3的控制端的电压大于9.5V，可控硅D3导通，电压转换模块320所输出的全部功率都输送到受电设备330，受电设备330正常工作。可控硅D3导通后，电压转换模块320输出的电压通过可控硅D3输入到第四开关管Q4的控制端，使得第四开关管Q4导通，从而通过第五电阻R5以及第四开关管Q4对第一电容C1存储的电荷进行放电，以避免第一电容C1中存在电荷，影响下次测试的效果。受电设备330正常工作后，受电设备330检测识别模块340的输出端输出的是低电平，从而得知供电设备310为第一供电设备，可提供足够的供电功率给受电设备330，受电设备330不需要任何改动。受电设备330向第三开关管Q3的控制端输出放电信号，使得第三开关管Q3导通。如果第二电容C2中存在电荷，则第二电容C2中的电荷将通过第三电阻R3以及 第三开关管Q3回流到“地”中，第二电容C2被强制复位到零电平，以避免第二电容C2中存在电荷，影响下次测试的效果。(2)如果供电设备310是第二供电设备，则识别电路340的工作过程如下：供电前，供电设备310输出的电压经过电压转换模块320进行电压转换。电压转换模块320将供电设备310所提供的电压转换为适合受电设备330的电压。电压转换模块320输出12V电压，第一二极管D1与第四电阻R4所在的支路只存在容量极少的分布电容，所以，电流快速通过第一二极管D1以及第四电阻R4，使得节点B处的电压快速上升至节点A处的电压(即，12V电压)。而第二二极管D2、第一电阻R1与第一电容C1所在的支路，由于第一电容C1的存在，电流通过第二二极管D2、第一电阻R1对第一电容C1进行充电，使得节点C的电压随着节点A处的电压缓慢上升至节点A处的12V电压，以形成第一充电电压。在理想的状态下，设置第四电阻R4的阻值、第一电阻R1的阻值以及第一电容C1的容值，使得节点B在瞬间上升至节点A处的12V电压，而节点C在80毫秒后上升至9.5V电压，在200毫秒后上升至节点A处的12V电压。供电设备310输出的电压的0至80毫秒，节点C的电压小于或等于9.5V。设置可控硅D3，使得输入到可控硅D3的控制端的电压小于9.5V时，可控硅D3处于截止状态。所以，在供电设备310输出的电压的0至80毫秒时，可控硅D3一直处于截止状态，电压转换模块320输出的12V电压不能输出到受电设备330中，以防止受电设备330作为负载与电压转换模块320建立连接，从而影响测试结果。同时，节点C的电压小于或等于9.5V，故输入到第一开关管Q1的控制端的第一充电电压也小于或等于9.5V，而电压转换模块320通过第二电阻R2输入到第一开关管Q1的第一端的电压为12V，第一开关管Q1的第一端与第一开关管Q1的控制端的电压差大于令第一开关管Q1导通的阈值，第一开关管Q1导通，电流通过第二电阻R2和第一开关管Q1，实现负载模块343与电压转换模块320建立连接。第二电阻R2的额定功率在13瓦至25瓦之间，所以，当供电设备310为第二供电设备时，供电设备310最多只能提供12.95瓦的供电功率，小于第二电阻R2的额定功率，供 电设备310过载。按照协议约定，供电设备310过载在50毫秒～75毫秒时，供电设备310发生过载掉电保护，供电设备310停止供电2秒，2秒过后，供电设备310恢复向受电设备330供电。所以，在第二电阻R2与电压转换模块320建立连接后的50毫秒后，供电设备310停止供电。此时，节点C的输出的第一充电电压大约为7.2V。由于第一电容C1的存在，节点C的电压不会随着供电设备310的停止供电而快速下降，但节点B所在的支路只有少量的分布电容，故节点B的电压随着供电设备310的停止供电而快速下降。第二开关管Q2的第一端的电压始终大于第二开关管Q2的控制端的电压，所以第二开关管Q2导通，第一电容C1通过第二开关管Q2对第二电容C2进行充电，以使识别模块340的输出端输出高电平。经过2秒后，供电设备310恢复供电，按照上述的过程，在7.2V的基础上继续对第二电容C2进行充电。当节点C的电压上升至大于9.5V时，而电压转换模块320通过第二电阻R2输入到第一开关管Q1的第一端的电压为12V，第一开关管Q1的第一端与第一开关管Q1的控制端的电压差小于令第一开关管Q1导通的阈值，第一开关管Q1截止，电流不能通过第二电阻R2和第一开关管Q1，负载模块343不再消耗供电功率，检测状态结束。同时，节点C输出到可控硅D3的控制端的电压大于9.5V，可控硅D3导通，电压转换模块320所输出的全部功率都输送到受电设备330，受电设备330正常工作。可控硅D3导通后，电压转换模块320输出的电压通过可控硅D3输入到第四开关管Q4的控制端，使得第四开关管Q4导通，从而通过第五电阻R5以及第四开关管Q4对第一电容C1存储的电荷进行放电，以避免第一电容C1中存在电荷，影响下次测试的效果。受电设备330正常工作后，受电设备330检测识别模块340的输出端输出的是高电平，从而得知供电设备310为第二供电设备，不能提供足够的超过12.95的供电功率给受电设备330，受电设备330限制自身的等级设置，使得受电设备330不能请求超过12.95的功率。受电设备330向第三开关管Q3的控制端输出放电信号，使得第三开关管Q3导通。第二电容C2中的电荷将通过第三电阻R3以及第三开关管Q3回流到“地”中，第二电容C2被强制复位到零电平，以避免第二电容C2中存在电荷，影响下次测试的效果。可以理解的是，本实施例中是一个具体的电路实施方式，一些简单的元器件的替换和扩展应理解为本发明的范畴。例如，过载保护监测模块347可以是一个电阻，也可以是多个电阻的串并联。或者令第四电阻R4串联一个电容，只需保证第四电阻R4的阻值乘以该电容的乘积小于第一电阻R1乘以第一电容C1的乘积，从而使得节点B的电压上升速度快于节点C上升的速度即可。当识别电路340设置于供电设备310与电压转换模块320之间进行识别时，其具体过程与上述过程相似，只需相应改变一些元器件的参数即可，此处不重复赘述。本申请还提供了一种受电设备，采用了上述任一项所述的供电设备的识别电路，此处不重复赘述。在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。另外，在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。