网线供电通道的保护电路模块、供电通道、设备及系统的制作方法

本申请涉及网络传输系统和供电系统领域，尤其涉及一种网线供电通道的保护电路模块、供电通道、设备及系统。

背景技术：

随着安防监控系统的广泛应用，网络门铃、对讲机、网络摄像头等终端设备在生活中已经非常普及。而随之而来出现的问题是:各种终端设备的分布式供电加大了安防监控系统部署的难度。并且增加了系统部署的施工成本、增大了系统运行维护管理的难度；并且系统的安全系数降低，现有的网线供电设备的保护电路并不齐全，采用8端口的网线供电设备，电源短路和数据线短路保护均没有设计。

工程施工中，网络接口的水晶头需要在现场压制，从而使8根网线连通在一起；对于使用8端口网线供电的网线供电设备，若没有电源和网络数据的短路保护，极易造成烧毁电源线、网络数据线的PCB铜箔和网线，严重的会导致火灾，使工程施工存在安全隐患。

技术实现要素：

本申请提供网线供电通道的保护电路模块、供电通道、设备及系统，可以防止网络线短路。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种网线供电通道的保护电路模块，包括：通讯线ESD保护电路、通讯线路短路保护电路、电源上电顺序控制电路以及电路短路保护电路；所述通讯线路短路保护电路与所述通讯线ESD保护电路连接，所述通讯线ESD保护电路(1-3)通过网络数据线与网络接口模块连接；所述电源上电顺序控制电路的输入端与供电设备的电源模块连接，输出端与所述电源短路保护电路的输入端连接，所述电源短路保护电路的输出端通过电源线与供电设备的网络接口模块连接。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种供电通道，包括如上述的网线供电通道的保护电路模块。

根据本申请的第三方面，本申请提供一种供电设备，包括如上所述的供电通道，以及，模块电源；所述模块电源与所述供电通道的所述电源上电和顺序控制电路连接。

根据本申请的第四方面，本申请提供一种供电系统，包括：如上所述的供电设备以及受电设备。

本申请的网线供电通道的保护电路模块、供电通道、设备及系统，包括：通讯线ESD保护电路、通讯线路短路保护电路、电源上电顺序控制电路以及电路短路保护电路；通讯线路短路保护电路与通讯线ESD保护电路连接，通讯线ESD保护电路通过网络数据线与网络接口模块连接。电源上电顺序控制电路的输入端与供电设备的电源模块连接，输出端与电源短路保护电路的输入端连接，电源短路保护电路的输出端通过电源线与网络接口模块连接。网络接口模块与受电设备的网络接口模块连接，从而为受电设备传输电能及数据，由于设置了通讯线短路保护电路和电路短路保护电路，从而能保护供电通道不会因短路被烧毁。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例的网线供电通道的保护电路模块的结构框图；

图2为本申请实施例的网线供电通道的保护电路模块的另一结构框图；

图3为本申请实施例的网线供电通道的保护电路模块的电源上电顺序控制电路以及电路短路保护电路的结构示意图；

图4为本申请实施例的网线供电通道的保护电路模块的通讯线ESD保护电路、通讯线路短路保护电路的结构示意图；

图5为本申请实施例的网线供电通道的结构框图；

图6为本申请实施例的供电设备的结构框图；

图7为本申请实施例的供电系统的结构框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。本申请提供一种网线供电通道的保护电路模块、供电通道、设备及系统，可以防止网络线短路。

实施例一：

请参阅图1，图1为本申请实施例一的网线供电通道的保护电路模块的结构框图，如图1所示，本申请实施例提供一种网线供电通道的保护电路模块，包括：

通讯线ESD保护电路1-3、通讯线路短路保护电路1-4、电源上电顺序控制电路1-5以及电路短路保护电路1-6。

通讯线路短路保护电路1-4与通讯线ESD保护电路1-3连接，通讯线ESD保护电路1-3通过网络数据线1-2与网络接口模块1-1连接。

电源上电顺序控制电路1-5的输入端与供电设备的电源模块连接，输出端与电源短路保护电路1-6的输入端连接，电源短路保护电路1-6的输出端通过电源线1-7与供电设备的网络接口模块1-1连接。

如图2所示，本实施例中，供电设备的网络接口模块1-1为RJ45接口，RJ45接口包括:8个管脚。

其中，供电设备的RJ45接口的1-2/3-6管脚是网络数据线，与受电设备的RJ45接口的1-2/3-6管脚一一对应连接，通过将供电设备的RJ45接口与受电设备的RJ45接口插接，传输网络数据至受电端设备。供电设备的RJ45接口的4-5/7-8管脚是电源线，与受电设备的RJ45接口的4-5/7-8管脚一一对应连接，可将输入电源传送至受电端设备。

本实施例中，通讯线ESD保护电路1-3通过网络数据线1-2与RJ45接口的1-2以及3-6管脚连接。

电源短路保护电路1-6的输出端通过电源线1-7与RJ45接口的4-5以及7-8管脚连接。

如图3所示，本实施例中，电源上电顺序控制电路1-5包括：主控单元U7、信号开关Q2以及功率开关Q1。

主控单元U7用于间隔预设时间接收电源模块70的电能并输出高电平。

信号MOS管Q2与主控单元U7的输出端连接，在主控单元U7输出高电平时导通。

功率MOS管Q1与信号MOS管Q2的输出端连接，在信号MOS管Q2导通时导通并输出低电平时，所述功率MOS管Q1导通，输出电能至电源短路保护电路1-6。

电源上电顺序控制电路1-5主要器件包括单片机U7、信号MOS管Q2、功率MOS管Q1。由于供电设备通常包含有多路的供电通道，通过一路供电通道为一个受电设备供电及传输数据。优选的，供电端设备支持16路供电通道。当供电端设备接入多个受电端设备时，为了使多个供电设备能够顺序上电，因此通过单片机U7程序控制16路供电通道顺序上电，每路上电时间间隔可调节，本系统中优选设置为30秒。具体的，当单片机U7输出高电平，信号开关Q2导通，功率开关Q1导通，从而受电端设备得电。本实施例中，信号开关Q2和功率开关Q1均可采用MOS管。信号开关Q2优选为60V，115mA的N-MOS管，功率开关Q1优选用60V，26A的P-MOS管。

电源上电顺序控制电路1-5的运用，使系统的上电过冲功率减小，可减小模块电源的功率，节约成本，并且由于使用单片机进行控制，因此可远程控制每路供电通道的开启和关闭。

请继续参考图3，本实施例中，电路短路保护电路1-6包括功率肖特基二极管D1、压敏电阻F1以及可恢复保险丝F2。

功率肖特基二极管D1的阳极与电源上电顺序控制电路1-5的输出端连接，阴极串接可恢复保险丝F2后接直流电源。

压敏电阻F1一端与功率肖特基二极管D1的阴极连接，一端接地。

电源短路保护电路1-6主要器件包括功率肖特基二极管D1、压敏电阻F1以及可恢复保险丝F2。对于受电端设备电源接入无防呆和无极性的场合，肖特基二极管D1可以起到防呆作用，保证电源不会发生短路。压敏电阻F1用于电源端口的浪涌保护。可恢复保险丝F2用于电源线路的短路保护，当供电通道有短路发生时，输出电流急剧增加，可恢复保险丝F2断开电源供电；可恢复保险丝F2的选型可根据负载和网线承载的功率来选择，选用可恢复保险丝要考虑工作电压值，不能低于最大的工作电压值，可恢复保险丝在系统中优选使用的参数是1.1A，72V。

本实施例中，通讯线ESD保护电路1-3包括:网络变压器T2。

网络变压器T2的输入和输出端分别连接有瞬态抑制二极管(U1/U2/U5/U6)。

网络变压器T2的输出端还连接有陶瓷防雷管(U3/U4)。

如图4所示，通讯线短路保护电路1-4由4个电容(C1/C2/C3/C4)组成。由于网络变压器T2的RX1-/RX+(TX1-/TX+)差分对两线之间的内阻很小，再加上电路板要对RX1-/RX+、TX1-/TX+做差分阻抗匹配，电路板布线的线宽一般比较小，在工程施工当中，8芯网线全部短路在一起时，差分对两线之间RX1-/RX+(TX1-/TX+)形成环路，会烧毁网络变压器T2以及RX1-/RX+(TX1-/TX+)差分对的电路板铜箔，严重时会引起火灾。利用电容隔直的特性，在RJ45接口到差分对RX1-/RX+(TX1-/TX+)之间串入电容，此方法可有效保护通讯线。电容(C1/C2/C3/C4)的选择要考虑系统最大的做工电压，容值不能偏大，本系统选择100V，0.1uF。

通讯线短路保护电路1-4和电源短路保护电路1-6有效结合，电源线和通讯线之间，任意短接、任意错接，均能有效保护，不会烧毁电路、外部线材和外部设备。

请继续参考图4，通讯线ESD保护电路1-3主要的器件有陶瓷防雷管(U3/U4)、瞬态抑制二极管(U1/U2/U5/U6)、网络变压器(T2)、电容(C1/C2/C3/C4)以及电阻(R1/R2/R3/R4)组成。

陶瓷放电管(U3/U4)构成第一级泄放路径，用作大电流的泄放，泄放到CHGND；瞬态抑制二极管(U5/U6)、电容(C1/C2/C3/C4)构成第二级泄放路径，中间用电容退耦；瞬态抑制二极管(U1/U2)、网络变压器T2以及电阻(R1/R2/R3/R4)构成第三级泄放路径，中间用网络变压器T2和电阻(R1/R2/R3/R4)退耦。

瞬态抑制二极管(U1/U2/U5/U6)、网络变压器(T2)在电路中作为差模保护和共模保护。

瞬态抑制二极管的共模保护是保护后端电路，瞬态抑制二极管与网络变压器的地必须和后端电路的地是同一个地，即信号地GND。

本系统中大电流泄放地CHGND与地面连接，大电流泄放地CHGND和信号地GND，在PCBA是完全隔离；隔离间距优选控制3mm。

本系统采用的泄放路径和地处理方法，测试结果表明：共模残压低、后端电路与大电流泄放地面进行了隔离，大地状况的好坏与否对其影响不大；前端陶瓷放电管直接接地，将大电流直接泄放到大地，后端TVS起第二、三级保护，保护效果良好；稳定性好；减少了从前端过来的电流的路径，从而很好地保护了后端的电路或者芯片。

实施例二：

如图5所示，本实施例中，提供一种供电通道200，包括如实施例一所介绍的网线供电通道的保护电路模块。

实施例三：

如图6所示，本实施例中，提供一种供电设备300，包括如实施例二所介绍的供电通道200，以及，模块电源70；模块电源70与供电通道的电源上电和顺序控制电路1-5连接。

本实施例中，供电通道的数量优选为16路。

模块电源70的输入是220V交流电源，经过模块电源70的内部电路处理后，输出9V～48V的直流电源，作为电源上电顺序控制电路1-5的输入电源。

实施例四：

如图7所示，本实施例中，提供一种供电系统500，包括：如实施例三所介绍的供电设备300以及受电设备400。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。