专利名称：以太网供电方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及以太网技木，特别涉及基于以太网的供电技木。
背景技术：
以太网供电(Power Over Ethernet,简称“POE”)指的是在现有的以太网Cat. 5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为ー些基于IP的終端(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。POE也被称为基于局域网的供电系统(POL，Power over LAN)或有源以太网(ActiveEthernet)，这是利用现存标准以太网传输电缆的同时传送数据和电功率的最新标准规范，并保持了与现存以太网系统和用户的兼容性。一个完整的POE系统包括供电端设备(Power Sourcing Equipment,简称“PSE”)和受电端设备(Powered Device，简称“ PD”)两部分。PSE设备是为以太网客户端设备供电的设备，同时也是整个以太网供电过程的管理者。而设备是接受供电的PSE负载，即POE系统的客户端设备。实际上，任何功率不超过13W的设备都可以作为PD，从RJ45插座获取相应的电力。POE系统中的具体供电方式为PSE检测与本PSE通过POE网ロ连接的受电设备是否为PD，如果是PD，则输出电能给该PD，如果不是PD，则不输出电能给受电设备。通过该供电方式可以发现，如果ー个PSE连接多个受电设备，该PSE将无法识别连接的是否为PD，因此也就无法进行供电。也就是说，在现有的POE系统中，ー个PSE只能为ー个ro供电。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以太网供电方法及其装置，使得ー个PSE可以为多个PD进行供电，从而提升了 PSE的供电能效，而且，无需改动现有的POE技术标准，有利于推广应用。为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种以太网供电方法，包含以下步骤受电端设备通过以太网供电POE输入网ロ，从第一供电端设备获取电流；将获取到的所述电流输出给終端设备和至少ー个第二供电端设备；所述第二供电端设备为下ー级受电端设备供电，该下一级受电端设备为与本供电端设备通过POE输出网ロ相连的受电端设备。本发明的实施方式还提供了一种以太网供电装置，包含以太网供电POE输入网ロ、受电端设备、終端设备、电源转换电路、至少ー个第二供电端设备、与所述第二供电端设备——对应的POE输出网ロ ；其中，所述受电端设备的输入端与所述POE输入网ロ相连，通过该POE输入网ロ，从外部的第一供电端设备获取电流； 所述受电端设备的输出端与所述终端设备相连，用于向所述终端设备输出电流，并且，该受电端设备的输出端与所述电源转换电路相连，供该电源转换电路将所述受电端设备的输出电压转换为所述第二供电端设备所需的输入电压；所述电源转换电路的输出端连接所述第二供电端设备的输入端，用于将所述受电端设备的输出电压在经电压转换后提供给所述第二供电端设备；所述第二供电端设备的输出端与相对应的POE输出网ロ相连，该第二供电端设备通过相对应的POE输出网ロ，为与该POE输出网ロ相连的下一级受电端设备供电。本发明的实施方式还提供了一种以太网供电装置，包含以太网供电POE输入网ロ、受电端设备、終端设备、固态开关、至少ー个第二供电端设备、与所述第二供电端设备——对应的POE输出网ロ ；其中，所述受电端设备的输入端与所述POE输入网ロ相连，通过该POE输入网ロ，从外部的第一供电端设备获取电流； 所述受电端设备的输出端与所述终端设备相连，用于向所述终端设备输出电流，并且，该受电端设备的输出端连至所述固态开关的控制端，用于控制固态开关处于闭合状态，并且，当该受电端设备的输出端输出电流至所述固态开关的控制端，所述固态开关进入闭合状态，或称导通状态，否则，所述固态开关进入非闭合状态，或称非导通状态；所述固态开关的一端与所述POE输入网ロ相连，另一端与所述第二供电端设备相连，所述固态开关处于闭合状态时，导通所述POE输入网ロ至所述第二供电端设备的电路，为所述第二供电端设备提供电流；所述第二供电端设备的输出端与相对应的POE输出网ロ相连，该第二供电端设备通过相对应的POE输出网ロ，为与该POE输出网ロ相连的下一级受电端设备供电。本发明实施方式相对于现有技术而言，利用ro通过POE输入网ロ，从外部的PSE获取电流，将获取到的电流除了提供给终端设备外，还提供给至少ー个第二 PSE，由该第二PSE为与POE输入网ロ相连的ro进行供电。通过级联PSE的方式，使得单个外部的PSE，不仅可以为通过POE网ロ相连的ro供电，还可以为后续级联的ー个或多个ro供电，有效提升了 PSE的供电能效，而且，无需改动现有的POE技术标准，有利于推广应用。另外，通过以下方式将获取到的所述电流输出给終端设备和至少ー个第二供电端设备从POE输入网ロ获取电流的ro，向终端设备输出电流，并且，该ro通过电源转换电路将本ro的输出电压转换为第二 PSE所需的输入电压，为第二 PSE提供电流。由于ro的输出电压不同于PSE的输入电压，因此将ro的输出电压在经电压转换后再提供给第二 PSE，保证了第二 PSE为后续ro的正常供电。另外，也可以通过以下方式将获取到的所述电流输出给終端设备和至少ー个第二供电端设备从所述POE输入网ロ获取电流的ro，向所述终端设备输出电流，并且，该ro通过同时控制固态开关SW处于闭合状态，导通POE输入网ロ直连到第二 PSE的电路，为第二 PSE提供电流。通过ro对固态开关的控制，该第二 PSE可直接从POE输入网ロ获取电流，而无需从ro的输出端经由电源转换电路获取电流，可以避免外部PSE提供的电能因经过内部ro和PSE而产生的能量消耗，从而大大提升了能量转换效率。而且，避免了因所损耗的电能停留在设备内而产生的大量热量，进而直接导致设备发热损坏的问题。
另外，当第二 PSE至少有2个时，各第二 PSE的输入端并联于固态开关的一端，该固态开关的另一端与POE输入网ロ相连，可实现多个PSE、PD的级联，进ー步提升了 PSE的供电能效。
图I是根据本发明第一实施方式的以太网供电方法流程图；图2是根据本发明第一实施方式中所涉及到的以太网供电装置示意图；图3是根据本发明第二实施方式中所涉及到的以太网供电装置示意图；图4是根据本发明第二实施方式中扩展至连接多个PSEl的示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本发明的第一实施方式涉及ー种以太网供电方法，具体流程如图I所示。在步骤101中，ro通过POE输入网ロ，从第一 PSE获取电流。具体地说，如图2所示，外部的第一 PSE(即图2中的PSE0)通过CAT5/6网线连接到以太网供电装置的POE输入网ロ，该POE输入网ロ直接与以太网供电设备中的ー个ro(即图2中的roi)相连。由于根据现有的POE规范，一旦PSEO检测到受电设备为PD，则将输出电能给该PD，因此，在本步骤中，可利用ro通过POE输入网ロ，从第一供电端设备获取电流。接着，在步骤102中，将获取到的电流输出给终端设备和至少ー个第二 PSE。具体地说，終端设备可以是任意类型的終端设备，如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机、掌上电脑、移动电话充电器等，在本实施方式中，以终端设备为AP为例进行说明。在本步骤中，由roi向AP输出电流，该AP可产生WiFi WLAN ロ，并且，该PDl通过电源转换电路将本ro的输出电压转换为第二 PSE(即图2中的PSE1)所需的输入电压，为该PSEl提供电流。本实施方式中PDl的输出电压为U1，如3. 3V、5V或12V等，PSEl的输入电压为48V。本领域技术人员可以理解，如图2所示的以太网供电装置中，只有ー个第二PSE (即PSE1)与电源转换电路，但在实际应用中，该电源转换电路可以并联多个第二 PSE，该电源转换电路的输入电压为Ul，输出电压为48V，为多个第二 PSE提供提供所需的电压。接着，在步骤103中，第二 PSE为下ー级ro供电，该下ー级ro为与本PSE通过POE输出网ロ相连的H)。具体地说，第二 PSE(即PSE1)与以太网供电装置的POE输出网ロ相连，该POE输出网ロ用于通过CAT5/6网线连接外部的ro(如图2中的TO2)。由于PSEl —旦检测到该POE输出网ロ连接的是PD，则该PSEl即将向该PD2输出电能。在本实施方式中，通过在以太网供电装置中，级联至少ー个PSE的方式，使得单个外部的PSE，不仅可以为通过POE网ロ相连的ro供电，还可以为后续级联的ー个或多个ro供电，有效提升了 PSE的供电能效，而且，无需改动现有的POE技术标准，有利于推广应用。本实施方式中所涉及的以太网供电装置如图2所示，包含P0E输入网ロ、PD、终端设备、电源转换电路、至少ー个第二 PSE、与该第二 PSE——对应的POE输出网ロ。其中，PD的输入端与POE输入网ロ相连，通过该POE输入网ロ，从外部的第一 PSE获取电流；ro的输出端与终端设备相连，用于向终端设备输出电流，并且，该ro的输出端与电源转换电路相连，供该电源转换电路将该ro的输出电压转换为第二PSE所需的输入电压。电源转换电路的输出端连接第二 PSE的输入端，用于将ro的输出电压在经电压转换后提供给第二 PSE。第二 PSE的输出端与相对应的POE输出网ロ相连，该第二 PSE通过相对应的POE输出网ロ，为与该POE输出网ロ相连的下ー级ro供电。
本发明的第二实施方式涉及ー种以太网供电方法。第二实施方式在第一实施方式的基础上进行了改进，主要改进之处在于在本发明第二实施方式中，通过以下方式将从外部PSE获取到的电流输出给终端设备和至少ー个第二 PSE 从POE输入网ロ获取电流的ro，向终端设备输出电流，并且，该ro同时控制固态开关SW处于闭合状态而导通，为与该受电端设备直连的第二 PSE提供电流。具体地说，本实施方式中涉及到的以太网供电装置如图3所示，包含以POE输入网ロ、PD(即图3中的roi)、终端设备、固态开关、至少ー个第二 PSE(即图3中的PSE1)、与第二 PSE——对应的POE输出网ロ。其中，PDl的输入端与POE输入网ロ相连，通过该POE输入网ロ，从外部的第一PSE (即图3中的PSE0)获取电流；PD1的输出端与終端设备(即图3中的AP)相连，用于向終端设备输出电流，并且，该HH的输出端连至固态开关(即图3中的SW)的控制端，用于控制固态开关处于闭合状态。该固态开关的一端与POE输入网ロ相连,另一端与PSEl相连，固态开关处于闭合状态时，导通POE输入网ロ至PSEl的电路，为PSEl提供电流。PSEl的输出端与相对应的POE输出网ロ相连，该PSEl通过相对应的POE输出网ロ，为与该POE输出网ロ相连的下一级受电端设备(即图3中的TO2)供电。如图3所示的以太网供电装置的工作原理如下PSEO在检测到受电设备为时，向PDl供电。如果HH的输出电压正常，则向AP供电，并控制SW处于闭合状态，否则，控制SW处于断开状态。由于SW处于闭合状态时，POE输入网ロ至PSEl的电路将处于导通，而此时PSEO也正在为PDl供电，因此可通过POE输入网ロ至PSEl的电路直接为PSEl供电。PSEl在检测到与相对应的POE输出网ロ相连的设备为I3D时，向PD2供电。也就是说，在本实施方式中，通过利用ー个固态开关swdcroi的电源输入通过开关直接连接到PSEl的电源输入，当控制端C无电压吋，固态开关SW处于开启状态，输入端A和输出端B断开；当控制端C施加电压时(即PDl正常输出电压)，固态开关SW处于闭合状态，输入端A和输出端B导通，从POE输入网ロ输入的电流直接施加到PSEl，启动PSEl处于正常工作状态。由于PDl只给AP和控制开关控制端供电，消耗功率大幅减小到3W左右，因此效率达90%以上。而且，PSEl直接由48V供电，其功率损耗相当于ー个开关管，效率极高；最大损耗只有0. 75W左右。由此可见，通过第二 PSE (PSEl)直接从POE输入网ロ获取电流，可以避免外部PSE提供的电能因经过内部和PSE而产生的能量消耗，从而大大提升了能量转换效率。而且，避免了因所损耗的电能停留在设备内而产生的大量热量，进而直接导致设备发热损坏的问题。
此外，本领域技术人员可以理解，本实施方式的方法可扩展至连接多个PSE1，如图4所示，当第二 PSE至少有2个时，各第二 PSE的输入端并联于该固态开关。从而实现多个PSE, PD的级联，进ー步提升了 PSE的供电能效。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种以太网供电方法，其特征在于，包含以下步骤 受电端设备通过以太网供电POE输入网口，从第一供电端设备获取电流； 将获取到的所述电流输出给终端设备和至少一个第二供电端设备； 所述第二供电端设备为下一级受电端设备供电，该下一级受电端设备为与本供电端设备通过POE输出网口相连的受电端设备。
2.根据权利要求I所述的以太网供电方法，其特征在于，将获取到的所述电流输出给终端设备和至少一个第二供电端设备的步骤中，包含以下子步骤 从所述POE输入网口获取电流的受电端设备，向所述终端设备输出电流，并且，该受电端设备通过电源转换电路将本受电端设备的输出电压转换为所述第二供电端设备所需的输入电压，为所述第二供电端设备提供电流。
3.根据权利要求2所述的以太网供电方法，其特征在于， 所述受电端设备的输出电压为U1，所述第二供电端设备的输入电压为48V ； 其中，所述Ul为3. 3V、5V或12V。
4.根据权利要求I所述的以太网供电方法，其特征在于，将获取到的所述电流输出给终端设备和至少一个第二供电端设备的步骤中，包含以下子步骤 从所述POE输入网口获取电流的受电端设备，向所述终端设备输出电流，并且，该受电端设备同时控制固态开关处于闭合状态而导通，为与该受电端设备直连的所述第二供电端设备提供电流。
5.根据权利要求4所述的以太网供电方法，其特征在于，所述第二供电端设备至少有2个时，各所述第二供电端设备的输入端并联于所述固态开关的一端，该固态开关的另一端与所述受电端设备的输入端相连。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的以太网供电方法，其特征在于，所述终端设备包含以下任意类型的终端设备 IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机、掌上电脑、移动电话充电器。
7.一种以太网供电装置，其特征在于，包含以太网供电POE输入网口、受电端设备、终端设备、电源转换电路、至少一个第二供电端设备、与所述第二供电端设备一一对应的POE输出网口 ； 其中，所述受电端设备的输入端与所述POE输入网口相连，通过该POE输入网口，从外部的第一供电端设备获取电流； 所述受电端设备的输出端与所述终端设备相连，用于向所述终端设备输出电流，并且，该受电端设备的输出端与所述电源转换电路相连，供该电源转换电路将所述受电端设备的输出电压转换为所述第二供电端设备所需的输入电压； 所述电源转换电路的输出端连接所述第二供电端设备的输入端，用于将所述受电端设备的输出电压在经电压转换后提供给所述第二供电端设备； 所述第二供电端设备的输出端与相对应的POE输出网口相连，该第二供电端设备通过相对应的POE输出网口，为与该POE输出网口相连的下一级受电端设备供电。
8.根据权利要求7所述的以太网供电装置，其特征在于， 所述受电端设备的输出电压为U1，所述第二供电端设备的输入电压为48V ； 其中，所述Ul为3. 3V、5V或12V。
9.一种以太网供电装置，其特征在于，包含以太网供电POE输入网口、受电端设备、终端设备、固态开关、至少一个第二供电端设备、与所述第二供电端设备一一对应的POE输出网口 ； 其中，所述受电端设备的输入端与所述POE输入网口相连，通过该POE输入网口，从外部的第一供电端设备获取电流； 所述受电端设备的输出端与所述终端设备相连，用于向所述终端设备输出电流，并且，该受电端设备的输出端连至所述固态开关的控制端，用于控制固态开关处于闭合状态；所述固态开关的一端与所述POE输入网口相连，另一端与所述第二供电端设备相连，所述固态开关处于闭合状态时，导通所述POE输入网口至所述第二供电端设备的电路，为所述第二供电端设备提供电流； 所述第二供电端设备的输出端与相对应的POE输出网口相连，该第二供电端设备通过相对应的POE输出网口，为与该POE输出网口相连的下一级受电端设备供电。
10.根据权利要求9所述的以太网供电装置，其特征在于，所述以太网供电装置中包含至少2个所述第二供电端设备时，各所述第二供电端设备的输入端并联于所述固态开关。
全文摘要
本发明涉及以太网技术，公开了一种以太网供电方法及其装置。本发明中，利用PD通过POE网口输入电能，从外部的PSE获取电流，将获取到的电流除了提供给终端设备外，还提供给至少一个第二PSE，由该第二PSE为与之相连接的POE网口的受电设备PD进行供电。通过级联PSE的方式，使得单个外部的PSE，不仅可以为通过POE网口相连的PD供电，还可以为后续级联的一个或多个PD供电，有效提升了PSE的供电能效。该第二PSE可直接从POE输入网口获取电流，以进一步提升能量转换效率。
文档编号H04L12/28GK102664741SQ20121010628
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月12日 优先权日2012年4月12日
发明者刘武, 李晓东, 蔡震 申请人:上海芯域微电子有限公司