专利名称：实现自适应供电的以太网终端设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及网络通信领域，尤其是一种在以太网功能设备馈电和自带电源供电之间选择其中一种方式供电的终端设备。
背景技术：
以太网的交换机和集线器在网络数据传送中都起着“枢纽”的作用。由于交换机或集线器通常只能实现以太网通信信号的转发，而不能对终端设备进行供电，因此需要给终端设备另外增加电源，从而存在增加成本和给网络维护带来不方便等缺陷。为了克服上述缺陷，IEEE(国际电子电器工程委托会)提出了802.3AF规范，该规范中定义了在以太网环境下，用于交换机等功能设备与终端设备进行通信的以太网双绞线中8根线中4根用于传输数据，另外4根用于功能设备给终端设备提供工作电源。
基于该802.3AF规范，申请号为01131996.8的中国发明专利申请中公开了一种实现网络冗余供电的以太网集线器。上述以太网集线器包括以太网信号收发控制器、数据缓冲器、以太网帧转发控制器、地址表、集线器接口、过载保护电路和冗余管理电路。过载保护电路的输入端分别与外界电源连接，其输出端接至冗余管理电路的输入端，冗余管理电路的输出端连接集线器接口的引脚4/5、7/8。接口的引脚1/2、3/6用来传输通信信号，另外两对引脚4/5、7/8用来向终端设备提供工作电源，实现了功能设备通过一根网络双绞线同时向终端设备传输数据和电力的效果。
但在实际运用中，功能设备繁多，和功能设备相连的终端设备千差万别，因此无法保证功能设备给终端设备提供的电源符合终端设备使用，所以仅接受功能设备供电的终端设备存在很大的局限性。
终端设备以ADSL(不对称数据用户线)Modem(调制解调器)为例，说明终端设备仅为一种供电方式的局限性。在宽带接入网络系统中，用户接入宽带网络需要通过终端设备来实现，而具体到XDSL(多样数字用户线)用户中，必须通过ADSL Modem来接入。随着宽带网络的日益发展，越来越多的功能设备(语音通过IP协议进行传送VOIP、机顶盒STB等)通过ADSL Modem接入宽带网络。而目前的ADSL Modem自带电源，这不仅增加了成本和维护费用，而且由于自带电源的体积相对较大，从而给网络布线、布局带来限制，最重要的是在自带电源不在位或异常以及损坏情况下，影响了ADSL Modem设备的安全性和可靠性。由于ADSL Modem和功能设备在市场上是独立发售的，如果ADSL Modem的工作电压仅为功能设备馈电的供电，而实际中并非所有的功能设备都设置了冗余供电，所以ADSL Modem只能和设置了冗余供电的功能设备一起使用，从而使得ADSL Modem存在很大局限性，而且，当以太网功能设备馈电发生异常或线路损坏等情况，影响ADSL Modem的安全性和可靠性。因此，仅提供一种供电方式的终端设备的适用范围存在局限性和安全性不高。
实用新型内容本实用新型解决的问题是提供一种用户可根据实际情况在自带电源供电和以太网馈电中选择一种作为终端设备的工作电压的以太网终端设备，以提高以太网终端设备的适用范围和方便用户使用。
相应地，本实用新型提供一种实现自适应供电的以太网终端设备，包括通过以太网双绞线和以太网功能设备连接的终端设备接口，所述终端设备接口包括四个接收功能设备馈电的引脚4/5、7/8；电源切换装置，包括第一输入端口、用于连接电源的第二输入端口和输出端口，所述第一输入端口连接所述终端设备接口的引脚4/5、7/8，所述输出端口连接以太网终端设备的工作芯片，在所述第一输入端口和所述第二输入端口输入的电源信号中选择一种电压作为终端设备的工作电压输出。
其中，所述电源切换装置还包括二极管D1、D2、D3、D4和选择元件M1、M2，二极管D1的阳极连接所述第一输入端口，其阴极连接二极管D2的阳极，二极管D3的阳极连接所述第二输入端口，其阴极连接二极管D4的阳极，所述二极管D2、D4的阴极连接所述输出端口，选择元件M1、M2分别并接在二极管D2、D4的两端。所述选择元件包括短路电阻。所述选择元件包括开关。
其中，所述电源切换装置包括NPN型三极管Q1、Q2、MOS管和电阻R2，三极管Q2的基极连接第一输入端口，发射极接地，集电极连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，基极还连接所述第二输入端口，电阻R2串接所述三极管Q2的集电极和MOS管的栅极，所述MOS管的源极连接第二输入端口，漏极和所述第一输入端口连接输出端口。
其中，所述电源切换装置包括NPN型三极管Q1、Q2、MOS管和电阻R2，三极管Q2的基极连接第二输入端口，发射极接地，集电极连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，基极还连接所述第一输入端口，电阻R2串接所述三极管Q2的集电极和MOS管的栅极，所述MOS管的源极连接第一输入端口，漏极和所述第二输入端口连接输出端口。
所述电源切换装置还包括电阻R3、电容C1，所述电阻R3和电容C1分别并接在三极管Q2的基极和发射极。所述电源切换装置还包括电阻R1，电阻R1并接在MOS管的源极和三极管Q1的集电极。
所述以太网终端设备包括ADSL Modem。
所述功能设备包括STB或VoIP。
与现有技术相比，本实用新型的以太网终端设备包括电源切换装置，它包括第一输入端口和第二输入端口，第一输入端口连接终端设备接口中用于传输以太网电压信号的引脚4/5、7/8，而第二输入端口可以和自带电源连接，用于接收电源供电的电压，电源切换装置可根据具体情况选择其中一个电压信号作为以太网终端设备的工作芯片的工作电压，提高以太网终端设备的适用范围和方便用户使用。
图1是本实用新型以太网终端设备的结构示意图。
图2是STB通过以太网双绞线向ADSL Modem供电的结构示意图。
图3是电源切换装置的第一个具体实现的电路图。
图4是电源切换装置的第二个具体实现的电路图。
图5是电源切换装置的第三个具体实现的电路图。
具体实施方式
以下结合附图具体介绍本实用新型。
请参阅图1，为本实用新型实现自适应供电的以太网终端设备的结构示意图。该以太网终端设备1包括终端设备接口11、电源切换装置12和工作芯片13。其中终端设备接口11，它通过以太网双绞线和以太网功能设备进行连接，该终端设备接口11符合IEEE的802.3AF规范，包括8个引脚，其中4个引脚用于传输数据，另四个引脚用于接收以太网的功能设备通过以太网双绞线的馈电。在本实用新型中终端设备接口11的引脚1/3、2/6用于传输数据，4/5、7/8用于传输电压信号。
电源切换装置12，包括第一输入端口12a、用于接收自带电源的电压的第二输入端口12b和输出端口12c。第一输入端口12a连接终端设备接口11的引脚4/5、7/8，用于接收以太网功能设备的馈电。输出端口12c连接以太网终端设备1的工作芯片13。电源切换装置12主要用于在第一输入端口12a和第二输入端口12b输入的电压信号中选择其一种电压信号作为终端设备的工作电压，通过输出端口输出，以使终端设备1正常供电。
以太网终端设备为ADSL Modem为例，简单说明功能设备(机顶盒STB)2如何给ADSL Modem供电。请参阅图2，机顶盒2是通过STB外置电源24给STB内部电子芯片21正常供电，STB接口23通过双绞线和ADSLModem接口连接。该STB接口23符合IEEE的802.3AF规范，包括8个引脚，其中4个引脚用于传输数据，另四个引脚用于提供电压。在本实用新型中STB接口23的引脚1/3、2/6用于传输数据，引脚4/5、7/8用于传输电压信号。STB外置电源24通过选择元件22连接STB接口2的引脚4/5、7/8。
该选择元件22可以为开关，当开关关时，STB外置电源24给STB接口2的引脚4/5、7/8提供电压，该电压信号通过以太网双绞线给ADSL Modem馈电。当开关开时，引脚4/5、7/8无法接收电压信号，STB也无法给ADSLModem供电。该选择元件22还可是短路电阻，焊接短路电阻使其阻值为0，同样达到打开STB给ADSL Modem供电的目的。该选择元件22用于选择STB是否向以太网双绞线馈电。
STB和ADSL Modem的距离通常在20m以内，因此双绞线上传输电力的损耗很小。如果考虑到电力在线路传输的损耗，也可增加STB提供的电压。
电源切换装置12完成两个输入电压间切换功能，能实现该功能的电路很多，以下就具体举例说明电源切换装置12，但本实用新型并非局限于以下的几个具体电路图。
请参阅图3，为电源切换装置12的第一个具体实现的电路图。电源切换装置12还包括二极管D1、D2、D3、D4和短路电阻R1、R2，二极管D1的阳极连接第一输入端口12a，阴极连接二极管D2的阳极，二极管D3的阳极连接第二输入端口12b，阴极连接二极管D4的阳极，二极管D2、D4的阴极连接输出端口12c，短路电阻R1、R2分别并接在二极管D2、D4的两端。
该电路的实质是改变第一输入端口12a和第二输入端口12b输入的电压的压降来达到切换的目的。假设二极管的导通电压是1V，如果主用电源是以太网馈电，ADSL备用电源是ADSL本地电源，则焊接短路电阻R1不焊接短路电阻R2，这样就造成了以太网馈电路径上只剩下一个二极管，而ADSL本地电源上剩下2个二极管，ADSL本地电源上的二极管由于导通电压是以太网上二极管导通电压的2倍，故如果此时以太网馈电和ADSL本地电源都存在，则以太网馈电路径上的二极管导通，ADSL Modem本地电源上的二极管不导通，达到优选的目的。如果优选ADSL本地电源，则焊接短路电阻R2。
当然，在只用一个电源存在时就肯定是使用当前存在的电源。
不仅局限于短路电阻R1、R2，选择元件也可使用开关。
请参阅图4，为本实用新型的电源切换装置的第二个具体实现的电路图。电源切换装置包括NPN型三极管Q1、Q2、MOS管、电阻R1、R2、R3、R4、R5和电容C1。三极管Q2的基极连接第一输入端12a，发射极接地，集电极连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，基极还连接第二输入端口12b，电阻R2串接三极管Q2的集电极和MOS管的栅极，MOS管的源极连接第二输入端口12b，漏极和第一输入端口12a连接输出端口12c。电阻R3和电容C1分别并接在三极管Q2的基极和发射极。电阻R1并接在MOS管的源极和三极管Q1的集电极。。第一输入端口12a和第二输入端口12b分别通过限流电阻R5、R4连接三极管Q2的集电极和基极。
第一输入端口12a输入的以太网馈电是主用电源，而第二输入端口12b输入的ADSL Modem本地电源为备用电源。
请参阅图5，为本实用新型的电源切换装置的第三个具体实现的电路图。该电路与上述第二个实施例基本相同。电源切换装置包括NPN型三极管Q1、Q2、MOS管、电阻R1、R2、R3、R4、R5和电容C1。三极管Q2的基极连接第二输入端口12b，发射极接地，集电极连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，基极还连接第一输入端口12a，电阻R2串接三极管Q1的集电极和MOS管的栅极，所述MOS管的源极连接第一端口输入端口12a，漏极和第二输入端口12b连接输出端口12c。电阻R3和电容C1分别并接在三极管Q2的基极和发射极。电阻R1连接在MOS管的源极和三极管Q1的集电极。第一输入端口12a和第二输入端口12b分别通过限流电阻R4、R5连接三极管Q2的集电极和基极。
该电路中第一输入端口12a输入的以太网馈电是备用电源，而第二输入端口12b输入的ADSL Modem本地电源为主用电源。
当主用电源存在时，输出端口12c直接输出主用电源的电压，以供应Modem电工作芯片的正常工作。
当只有备用电源存在时，则Q2不导通，Q1导通。电阻R3的作用是在主用电源不存在时给Q2一个固定低电平以防止其误导通，C1的作用时防止脉冲干扰。由于Q2不导通，Q1导通，使R2上有对地电流，故MOS管导通，MOS管一旦导通，则备用电源就经过MOS管输出。而R1是在Q1没有导通时给MOS管的栅极提供一个固定的初始电平。
当主用电源和备用电源都存在时，首先Q2导通，由于Q2导通，使得尽管电阻R4上有电流，但是由于此时三极管Q2的集电极和发射极间压降很小，不能达到Q1基极的导通电压，从而使得尽管备用电源存在，Q1也不会导通。由于Q1不导通，则MOS管也不会导通，故备用电源不会输出，此时主用电源在输出。
以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变动都应在本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种实现自适应供电的以太网终端设备，其特征在于，包括通过以太网双绞线和以太网功能设备连接的终端设备接口，所述终端设备接口包括四个接收功能设备馈电的引脚4/5、7/8；电源切换装置，包括第一输入端口、用于连接电源的第二输入端口和输出端口，所述第一输入端口连接所述终端设备接口的引脚4/5、7/8，所述输出端口连接以太网终端设备的工作芯片，在所述第一输入端口和所述第二输入端口输入的电源信号中选择一种电压作为终端设备的工作电压输出。
2.如权利要求1所述的实现自适应供电的以太网终端设备，其特征在于，所述电源切换装置还包括二极管D1、D2、D3、D4和选择元件M1、M2，二极管D1的阳极连接所述第一输入端口，其阴极连接二极管D2的阳极，二极管D3的阳极连接所述第二输入端口，其阴极连接二极管D4的阳极，所述二极管D2、D4的阴极连接所述输出端口，选择元件M1、M2分别并接在二极管D2、D4的两端。
3.如权利要求2所述的实现自适应供电的以太网终端设备，其特征在于，所述选择元件包括短路电阻。
4.如权利要求2所述的实现自适应供电的以太网终端设备，其特征在于，所述选择元件包括开关。
5.如权利要求1所述的实现自适应供电的以太网终端设备，其特征在于，所述电源切换装置包括NPN型三极管Q1、Q2、MOS管和电阻R2，三极管Q2的基极连接第一输入端口，发射极接地，集电极连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，基极还连接所述第二输入端口，电阻R2串接所述三极管Q2的集电极和MOS管的栅极，所述MOS管的源极连接第二输入端口，漏极和所述第一输入端口连接输出端口。
6.如权利要求1所述的实现自适应供电的以太网终端设备，其特征在于，所述电源切换装置包括NPN型三极管Q1、Q2、MOS管和电阻R2，三极管Q2的基极连接第二输入端口，发射极接地，集电极连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，基极还连接所述第一输入端口，电阻R2串接所述三极管Q2的集电极和MOS管的栅极，所述MOS管的源极连接第一输入端口，漏极和所述第二输入端口连接输出端口。
7.如权利要求5或6所述的实现自适应供电的以太网终端设备，其特征在于，所述电源切换装置还包括电阻R3、电容C1，所述电阻R3和电容C1分别并接在三极管Q2的基极和发射极。
8.如权利要求7所述的实现自适应供电的以太网终端设备，其特征在于，所述电源切换装置还包括电阻R1，电阻R1并接在MOS管的源极和三极管Q1的集电极。
9.如权利要求1至6或8中任何一项所述的实现自适应供电的以太网终端设备，其特征在于，所述以太网终端设备包括ADSL Modem。
10.如权利要求9所述的实现自适应供电的以太网终端设备，其特征在于，所述功能设备包括STB或VoIP。
专利摘要本实用新型公开了一种实现自适应供电的以太网终端设备，包括通过以太网双绞线和以太网功能设备连接的终端设备接口，终端设备接口包括四个接收功能设备馈电的引脚4/5、7/8；电源切换装置，包括第一输入端口、用于连接电源的第二输入端口和输出端口，第一输入端口连接终端设备接口的引脚4/5、7/8，输出端口连接以太网终端设备的工作芯片，电源切换装置可根据具体情况在第一输入端口和第二输入端口输入的电源信号选择其中一个作为以太网终端设备的工作芯片的工作电压，提高以太网终端设备的适用范围和方便用户使用。
文档编号H04L12/10GK2687968SQ20042000670
公开日2005年3月23日 申请日期2004年3月10日 优先权日2004年3月10日
发明者陈传宁, 王洪新, 黄浩 申请人:华为技术有限公司