基于有源以太网供电的驱动电路、驱动装置以及POE灯的制作方法

基于有源以太网供电的驱动电路、驱动装置以及poe灯
技术领域
1.本技术涉及电源技术领域，尤其涉及基于有源以太网供电的驱动电路、驱动装置以及poe灯。


背景技术：

2.有源以太网(power over ethernet，poe)是在现有的以太网布线基础架构不作任何改动的情况下，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。
3.现有技术中，灯光控制系统的供电方案是外接一个电源适配器为灯光控制器提供电源。但是，由于实际现场除了灯光控制器，往往还具有各种各样的设备，包括音响设备、点歌机等，大量设备集中在一起存在上电时，可能由于直接先输出较大的功率或输出异常时，导致其中的处理器掉电，存在无法及时通知后台的问题。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供了一种基于有源以太网供电的驱动电路、驱动装置以及poe灯，旨在解决现有的现有的灯光控制系统存在由于直接先输出较大的功率或输出异常时，导致其中的处理器掉电，无法及时通知后台的问题。
5.本技术实施例第一方面提供了一种基于有源以太网供电的驱动电路，所述驱动电路包括：
6.与网线接口连接的第一网口；
7.与所述网线接口连接的第二网口；
8.与所述第一网口连接的光源驱动模块，所述光源驱动模块用于接收所述第一网口输入的电流，并生成光源驱动信号，以驱动光源模组点亮；
9.与所述光源驱动模块连接的控制模块，所述控制模块用于向所述光源驱动模块提供调光控制信号，以调节所述光源驱动信号；
10.电压转换模块，与所述第二网口和所述控制模块连接，用于接收所述第二网口的输入的电流，并生成供电电压信号，以对所述控制模块供电。
11.在一个实施例中，所述驱动电路还包括：
12.与所述网线接口连接的poe隔离变压器，用于对所述网线接口输入的信号进行电气隔离；
13.与所述控制模块和所述poe隔离变压器连接的以太网信号处理模块，用于接收以太网信号，并将所述以太网信号转换为对应的以太网指令发送至所述控制模块。
14.在一个实施例中，所述驱动电路还包括：
15.与所述控制模块连接的传感器模块，用于向所述控制模块发送感应信号。
16.在一个实施例中，所述传感器模块包括人体接近传感器、光线感应器以及摄像头中的至少一项。
17.在一个实施例中，所述第一网口和所述第二网口为pd接口。
18.在一个实施例中，所述控制模块与所述光源驱动模块之间通过i2c、spi、 uart中任一种通信线连接。
19.在一个实施例中，所述控制模块与所述光源驱动模块之间串接电容隔离器、磁耦隔离器以及光耦隔离器中的至少一项。
20.在一个实施例中，所述光源模组包括多路发光单元，所述光源驱动模块包括与多路所述发光单元一一对应连接的多路发光驱动单元，多路所述光源驱动模块单元与所述第一网口连接。
21.本技术实施例第二方面提供了一种基于有源以太网供电的驱动装置，包括如上述任一项所述的驱动电路。
22.本技术实施例第三方面提供了一种poe灯，所述poe灯包括：光源模组，以及如上述任一项所述的驱动电路，所述驱动电路与所述光源模组连接。
23.本技术实施例提供了一种基于有源以太网供电的驱动电路、驱动装置以及poe灯，驱动电路包括第一网口、第二网口、光源驱动模块、控制模块以及电压转换模块，通过第一网口和第二网口与网线接口连接，并由第一网口为光源驱动模块提供电流，以驱动光源模组点亮，由第二网口为电压转换模块提供电流，以为控制模块供电，从而避免poe灯上电时由于输出功率较大或者输出异常导致控制模块掉电，无法及时通知后台的问题。
附图说明
24.图1为本技术实施例提供的驱动电路的结构示意图；
25.图2为本技术实施例提供的另一驱动电路的结构示意图；
26.图3为本技术实施例提供的应用示意图；
27.图4为本技术实施例提供的另一驱动电路的结构示意图；
28.图5为本技术实施例提供的另一应用示意图；
29.图6为本技术实施例提供的灯体结构示意图；
30.图7为本技术实施例提供的另一应用示意图。
具体实施方式
31.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
32.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
33.目前poe供电模式为交换机出来接poe供电器，poe供电器将电力加到网线上之后传输给终端，这种模式受网线的线径制约，采用直流48v供电，但是安防设备的供电电压普遍为低电压，这就不可避免的在前端设备内须将高压 48v降到正常的低电压才能被设备所采用，如此大压差的降压必然会在摄像机等安防设备狭小拥挤的内部空间产生大量的热量，这样无论是对设备的正常使用还是对设备的使用寿命都是极大的负面影响，结果是仍
须要再单独给对讲、广播、报警等单独设置电源线，导致电路复杂，电源故障冗余。
34.现有poe灯没有信号处理电路，在电路发生故障时，不能即使自动调整电路状态，保护电路，且无法通知给后台。
35.为了解决上述技术问题，本技术实施例提供了基于有源以太网供电的驱动电路，参见图1所示，驱动电路包括：第一网口21、第二网口31、光源驱动模块22、控制模块32以及电压转换模块33。
36.具体的，第一网口21与网线接口10连接，第二网口31与网线接口10连接，光源驱动模块22与第一网口21连接，光源驱动模块22用于接收第一网口 21输入的电流，并生成光源驱动信号，以驱动光源模组23点亮；控制模块32 与光源驱动模块22连接，控制模块32用于向光源驱动模块22提供调光控制信号，以调节光源驱动信号；电压转换模块33与第二网口31和控制模块32连接，电压转换模块33用于接收第二网口31的输入的电流，并生成供电电压信号，以对控制模块32供电。
37.在本实施例中，通过第一网口21和第二网口31与网线接口10连接，并由第一网口21为光源驱动模块22提供电流，以驱动光源模组23点亮，由第二网口31为电压转换模块33提供电流，以为控制模块32供电，从而避免poe灯上电时由于输出功率较大或者输出异常导致控制模块32掉电，无法及时通知后台的问题。
38.在一个实施例中，参见图2所示，驱动电路还包括：poe隔离变压器34 和以太网信号处理模块35。
39.poe隔离变压器34与网线接口10连接，poe隔离变压器34用于对网线接口10输入的信号进行电气隔离；以太网信号处理模块35与控制模块32和 poe隔离变压器34连接，以太网信号处理模块35用于接收以太网信号，并将以太网信号转换为对应的以太网指令发送至控制模块32。
40.在本实施例中，网线接口10中供给第二网口31的网线同时也接到poe隔离变压器34。由poe隔离变压器34处理后的以太网信号再输出至以太网信号处理模块35，最后再由控制模块32处理生成以太网指令。
41.在一个实施例中，控制模块32为单片机(micro control unit，mcu)、片上系统(system on chip，soc)、微处理器(micro processor unit，mpu)中的任一种。
42.进一步地，控制模块32可以选择包含以太网信号处理电路的处理器。
43.图3为本技术实施例提供的一种驱动电路的应用示意图，结合图3所示，本实施例中的驱动电路应用于poe灯中，具体的，poe灯包括灯体20与控制器30。
44.灯体20与控制器30通过控制线相连，网线与后台的poe交换机相接，灯体20包括第一网口21、光源驱动模块22及光源模组23，控制器30包括poe 隔离变压器34、第二网口31、以太网信号处理模块35、电压转换模块33及控制模块32，其中，网线采用8条完整的网线，且其中4条与第一网口21连接，另外4条与第二网口31和poe隔离变压器34连接，第一网口21与光源驱动模块22连接，光源驱动模块22与光源模组23连接，第二网口31与电压转换模块33连接，电压转换模块33与以太网信号处理模块35和控制模块32连接， poe隔离变压器34与以太网信号处理模块35连接，以太网信号处理模块35 与控制模块32连接。
45.在本实施例中，采用的是8条完整的网线，网线在灯体20内部分成两部分，其中4条线供给第一网口21，另外4条线供给第二网口31。
46.在一个实施例中，第一网口21和第二网口31为pd接口。
47.本实施例中的第一网口21和第二网口31采用双签名pd架构，外接的poe 网线与后台的poe交换机相接，在灯体20内部，灯体20与控制器30接到了网线上的不同4条线上，同时控制器30在本地通过控制线与灯体20相接，极大地简化布线、节省人工成本，方便了远程管理，还可以通过使用简单网管协议来监督和控制该设备。
48.在一个实施例中，控制器30中增加了以太网信号处理模块35和控制模块 32，控制器30如果检测到灯体20异常，控制器30首先通过调光线使得灯体 20降低到最低功耗；然后控制器30通过以太网通信，经过poe交换机，与后台系统通信。后台系统通信可以根据预计设置的策略，下发命令让控制器30 尝试重启灯体20、通知用户等，从而最大限度地保护了控制器30与后台通信。
49.在一个具体应用实施例中，网线在灯体20内部分为2部分：其中第4/5/7/8 条线供给第一网口21，第1/2/3/6条线供给第二网口31。
50.在一个实施例中，第一网口21出来给光源驱动模块22供电，光源驱动模块22再接光源模组23，光源模组23是1-10路，灯体20默认是不使能(调光亮度占空比为0％)的，以便刚接网线的时候，灯体20是不点亮状态。
51.在一个实施例中，第二网口31出来后接电压转换模块33，得到低电压3.3v 给以太网信号处理模块35和控制模块32供电，电压转换模块33可以是dc/dc 电路，或者由dc/dc电路和ldo电路组成。具体的，电压转换模块33包括dc/dc电路和ldo电路，先通过dc/dc电路将输入电压转换为较低的直流电压5v，再通过ldo电路进行电压转换得到低压3.3v，同样，电压转换模块33 中的dc/dc电路可以是隔离、非隔离中的一种。
52.在一个实施例中，灯体20最低功耗为3.3w，可以在灯体20发生故障时，系统自动调整到灯体20为最小功率时减少能源消耗。
53.在一个实施例中，在控制器30部分，供给第二网口31的4条线同时也接到poe隔离变压器34，poe隔离变压器34出来的以太网信号再接到以太网信号处理模块35，最后再由控制模块32处理以太网指令。
54.在一个实施例中，在电路发生故障时，可以及时自动调整电路状态，保护电路，且通知给后台。
55.在一个实施例中，参见图4所示，驱动电路还包括传感器模块36，传感器模块36用于向控制模块32发送感应信号。
56.在一个实施例中，传感器模块36包括人体接近传感器、pir传感器、图像传感器、光线感应器以及摄像头中的至少一项。
57.在本实施例中，通过增加传感器模块36，可以更加智能的检测外环境的变化，实施更加准确的监控功能。
58.在一个实施例中，传感器模块36可以是纯粹的灯体20的监控器。
59.结合图5所示，驱动电路应用于监控领域的poe电路控制系统时，其控制器30包含人体检测传感器，如摄像头、pir传感器、微波传感器、光电传感器以及红外传感器中的任一种或任两种，更加智能的检测外环境的变化，实施更加准确的监控功能。
60.在一个实施例中，刚接网线时(即poe交换机开始给本poe灯上电)，第二网口31从后台的poe交换机获取电能，从而先启动其中的控制器30，控制器30初始化完后，再通过调
光线控制灯体20，如设置为最大亮度、恢复为上次掉电前的亮度、让光源模组23闪烁几次等，实现了poe供电系统更加智能化，更有利于保护电路的功能。
61.在一个实施例中，控制模块32与光源驱动模块22之间通过i2c通信线连接。
62.在本实施例中，基于i2c的led控制方式，增加了设计的方便性与灵活性，而且也会减少在软硬件方面的投入。
63.在一个实施例中，i2c调光接口控制多路光源驱动模块22，如果用单个接口去控制每个led发光单元，会使成本和软件复杂度大大增加。而通过i2c，在硬件上只需要两条控制线，在软件上只需发一条字节命令，就可以轻松进行操控。
64.在一个实施例中，由于i2c器件地址的唯一性，可以按所驱动led的数量使用几个pca9633来进行控制，在实际应用中pca9633本身的驱动电流不够，只需在外围加一个fet就可以轻松解决，另外，pca9633独有的group pwm 使得控制整个亮度条的光强和闪烁变的得心应手。
65.在一个实施例中，控制线可以是i2c总线、通用异步收发传输器(universalasynchronous receiver/transmitter，uart)、串行外设接口(serial peripheralinterface，spi)等通信线。
66.在一个实施例中，光源驱动模块22可以为隔离驱动电路或者非隔离驱动电路。
67.在一个实施例中，控制线无论是pwm控制信号线还是i2c总线、通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter，uart)、串行外设接口(serial peripheral interface，spi)等通信线中的一种，均可做控制上的隔离。
68.在一个实施例中，控制线为uart通信线时，只使用两根电线，不需要时钟信号，有一个奇偶校验位，只要双方设置后，就可以改变数据包的结构，有完广泛的使用，其节省传输线，节省了大量人工成本。
69.在一个实施例中，控制线为i2c通信线时，可以串接电容隔离器、磁耦隔离器、光耦隔离器等，以便将灯体20和控制器30在电气上完全隔离开，增强系统的安全可靠性。
70.在一个实施例中，光源驱动模块22可以为恒流驱动电路、buck电路中的任意一种。
71.在一个实施例中，控制模块32与光源驱动模块22之间串接电容隔离器、磁耦隔离器以及光耦隔离器中的至少一项。
72.在一个实施例中，参见图6所示，光源模组23包括多路发光单元，光源驱动模块22包括与多路发光单元一一对应连接的多路发光驱动单元，多路光源驱动模块22单元与第一网口21连接。
73.在一个实施例中，光源模组23可以为一路led光源或者多路led光源组成。
74.在一个具体应用实施例中，灯体20中光源模组23可以是1-10路led发光单元，而控制线可以是pwm控制信号，如果控制器30通过通信线与灯体 20相连接，控制器30也可以获取灯体20的状态等其它信息。
75.在一个实施例中，调光控制信号可以是pwm控制信号，控制模块32可以为pwm控制器30，pwm控制器30通常在一个固定频率上工作并且对脉宽进行调整，以匹配所需的占空比，应用系统只需要提供宽、窄不同的数字式脉冲，即可简单地实现改变输出电流，从而调节led的亮度。
76.在一个实施例中，如图6所示，多路的pwm调光驱动可以有效地解决不同场合下对
调光的要求以及节能等问题。
77.在一个实施例中，控制器30能够检测到光源驱动模块22输出短路、光源驱动模块22输出短路、过载、led烧毁及led光衰等中的任一种或任几种灯体 20异常。
78.在一个实施例中，光源模组23可以包含多路可单独控制的发光单元，光源模组23的调光可以是单色调光或者双色调光中的一种。
79.在一个实施例中，每路发光单元可以由红色发光芯片、绿色发光芯片以及蓝色发光芯片组成。
80.具体的，红色发光芯片在点亮时发出红色光，绿色发光芯片在点亮时发出绿色光，蓝色发光芯片在点亮时发出蓝色光。
81.在一个实施例中，灯体20最低功耗为4.3w。
82.在一个实施例中，poe灯上电后，控制器30先工作起来，然后再通过控制线控制灯体20。
83.图7为驱动电路应用于安防灯系统中的示意图，此时安防灯可以采用上述实施例中的poe灯，在检测到灯体20异常后，控制器30首先通过调光线使得灯体20降低到最低功耗，然后控制器30通过以太网信号处理，经过poe交换机，与后台系统通信，后台系统通信可以根据预计设置的策略，下发命令让控制器30尝试重启灯体20、通知用户。
84.在一个实施例中，控制器30包含传感器时，当传感器感测到需要响应的信号时，处理器通过控制线控制灯体20，同时也通过以太网通信上报给后台。
85.在一个实施例中，后台系统通过有线连接或这无线连接中的一种方式与 poe交换机相连接，且poe交换机通过网线与安防灯相连接。
86.本技术实施例还提供了一种基于有源以太网供电的驱动装置，其包括如如上述任一项所述的驱动电路。
87.本技术实施例还提供了一种poe灯，所述poe灯包括：光源模组，以及如上述任一项所述的驱动电路，所述驱动电路与所述光源模组连接。
88.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块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。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
89.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
90.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例方案的目的。
91.另外，在本技术各个实施例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。
92.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。