可调节功率网络受电电路及设备的制作方法

本发明涉及有源以太网技术领域，尤其涉及一种可调节功率网络受电电路及设备。

背景技术：

在网络日益普及的今天，poe(poweroverethernet有源以太网)集中供电倍受商企用户青睐。但是，对于poe设备的测试却不太方便。

现有的测试方案主要有两种：一种是采用市面上pd(powereddevice受电端设备)作为测试负载。而市场上相应的pd设备功率偏低，大部份低于20w。而ieee802.3af规范的标装功率为30w，使得poe设备生成商设备在设备的生成测试时无法满负荷运行测试。另一种方案是采用水泥电阻测试负载。由于水泥的功率随电源电压而变化，使得负载功率精准度无法控制。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可调节功率网络受电电路及设备。

为实现上述目的，根据本发明实施例的可调节功率网络受电电路及设备，所述可调节功率网络受电电路包括：

poe数据电源分离模块、poe协议模块、电源开关模块、负载功率控制模块和控制器；

所述poe数据电源分离模块用于对poe供电设备的输出进行数据和电源的分离；

所述poe协议模块为所述poe供电设备提供poe协议检测；

所述电源开关模块用于对所述负载功率控制模块及控制器进行供电开关控制；

所述负载功率控制模块在所述控制器作用下产生可调节功率。

根据本发明的一个实施例，所述负载功率控制模块包括数模转模块和负载功率模块；

所述数模转换模块在所述控制器作用下输出模拟驱动信号；所述模拟驱动信号驱动所述负载功率模块产生可调节功率。

根据本发明的一个实施例，所述数模转换模块包括数模转换器及其外围电路；所述负载功率模块包括功率放大器和第八电阻；

所述第八电阻在所述控制器及功率放大器的驱动下产生所述可调节功率。

根据本发明的一个实施例，所述poe协议模块包括poe协议检测模块；

所述poe协议检测模块1101包括第十一电阻，所述第十一电阻一端与所述电源连接，所述第十一电阻的另一端与参考地连接；

所述第十一电阻为所述poe供电设备提供协议阻抗检测。

根据本发明的一个实施例，所述poe协议模块还包括poe分类模块；

所述poe分类模块在所述控制器作用下为所述poe供电设备提供功率分类检测。

根据本发明的一个实施例，所述poe分类模块包括第十一二极管、恒流源模块和分类电流调节模块；

所述第十一二极管用于功率分类检测的导通电压；

所述恒流源模块用于产生恒定电流，所述恒定电流为所述分类电流调节模块提供偏置电流；

所述分类电流模块在所述控制器的作用下产生所述功率分类检测的检测电流。

根据本发明的一个实施例，还包括poe分类电源关闭模块，所述poe分类电源关闭模块对所述分类电流模块进行关闭。

根据本发明的一个实施例，还包括控制器使能模块；所述控制器使能模块对所述控制器进行工作运行使能。

根据本发明的一个实施例，所述poe数据电源分离模块包括第一连接器、第二连接器、数据电源分离器和第一整流桥和第二整流桥；

所述数据电源分离器对所述第一连接器的输入的电源和数据进行分离，将分离的数据输出到所述第二连接器上；将分离的电源输出分别输出到所述第一整流桥和第二整流桥上，所述第一整流桥和第二整流桥对所述数据电源分离器输出电源进行整流。

一种可调节功率网络受电设备，所述可调节功率网络受电设备包括权利要求1至权利要求9任意一项所述可调节功率网络受电电路。

本发明实施例提供的可调节功率网络受电电路及设备通过poe数据电源分离模块对poe设备的输入进行数据和电源的分离；通过poe协议模块与所述poe设备进行协议握手；通过电源开关模块进行开关电源的导通控制；通过控制器实现负载功率精确控制，使得所述负载功率从0.44w到33w大小可调，完全覆盖ieee802.3af/at规范。保证设备厂商在poe设备研发期间，对所述poe设备的功率测试的覆盖率，使测试更加的自动化，提高研发测试的效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的可调节功率网络受电电路的电路框图；

图2为本发明实施例提供的poe数据电源分离模块电路示意图；

图3为本发明实施例提供的poe协议模块电路示意图；

图4为本发明实施例提供的电源开关模块和控制器使能模块电路示意图；

图5为本发明实施例提供的负载功率控制模块电路示意图；

图6为本发明实施例提供的控制器示意图。

附图标记：

poe数据电源分离模块10；

poe协议模块11；

poe协议检测模块1101；

poe分类模块1102；

恒流源模块110201；

电源开关模块12；

控制器使能模块13；

负载功率控制模块14；

控制器15。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1，图示为本发明实施例提供的可调节功率网络受电电路的电路框图。

所述可调节功率网络受电电路及设备包括：poe数据电源分离模块10、poe协议模块11、电源开关模块12、负载功率控制模块14和控制器15；

所述poe数据电源分离模块10用于对poe供电设备的输出进行数据和电源vdd的分离；

所述poe协议模块11为所述poe供电设备提供poe协议检测；

所述电源开关模块12用于对所述负载功率控制模块14及控制器15进行供电开关控制；

所述负载功率控制模块14在所述控制器15作用下产生可调节功率。

其中，所述负载功率控制模块14包括数模转模块和负载功率模块。

所述数模转换模块在所述控制器15作用下输出模拟驱动信号；所述模拟驱动信号驱动所述负载功率模块14产生可调节功率。

具体的，参阅图5，所述数模转换模块包括数模转换器u3及其外围电路；所述负载功率模块包括功率放大器q6和第八电阻r8；所述功率放大器q6包括第一三极管q61和第二三极管q62；所述第一三极管q61、第二三极管q62的集电极分别与电源poe_v48连接，所述第一三极管q61的发射极与所述第二三极管q62的基极连接，所述第二三极管q62的发射极与所述第八电阻r8的一端连接，所述第八电阻r8的另一端与所述输出地rtm_gnd连接。

可选的，在本发明的一个实施例中，所述数模转换器u3通过i2c通信接口与所述控制器15连接；在本发明的一些其他实施例中，也可以采用其他的通信连接方式。

所述数模转换器u3的数模转换输出接口与所述第一三极管q61的基极连接，所述第二三极管q62发射极与所述数模转换器u3的连接。

所述第八电阻r8在所述控制器15及功率放大器q6的驱动下产生所述可调节功率。

更加具体的，所述控制器15通过adc采集所述第八电阻r8上的电压值，并根据所述第八电阻r8上的电压值以及所述第八电阻r8的电阻值，计算出所述第八电阻r8所产生的功率。在需要对所述第八电阻r8上的功率进行调节时，通过所述控制器15通过i2c通信接口给所述数模转换器u3发送数模转换命令，使所述数模转换器u3输出相应幅值的模拟信号，从而对所述功率放大器q6进行功率驱动，使所述第八电阻r8产生对应的功率。

进一步地，在本发明实施例中，所述poe协议模块11包括poe协议检测模块1101。

所述poe协议检测模块1101包括第十一电阻r11，所述第十一电阻r11一端与所述电源vdd连接，所述第十一电阻r11的另一端与参考地gnd连接。

所述第十一电阻r11为所述poe供电设备提供协议阻抗检测。

具体的，在上电时，poe供电设备需要对接入的所述pd设备进行协议的检测，在协议检测成功时，所述poe供电设备才给所述pd设备进行供电，若所述poe供电设备没有检测到符合协议的所述pd设备，所述poe供电设备则不对所述pd设备进行供电。所述第十一电阻r11为所述poe供电设备提供协议阻抗检测。

进一步地，在本发明实施例中，所述poe协议模块11还包括poe分类模块1102。

所述poe分类模块1102在所述控制器15作用下为所述poe供电设备提供功率分类检测。

具体的，所述poe分类模块1102包括第十一二极管d11、恒流源模块110201和分类电流调节模块；所述第十一二极管d11用于功率分类检测的导通电压；所述恒流源模块110201用于产生恒定电流，所述恒定电流为所述分类电流调节模块提供偏置电流；所述分类电流模块在所述控制器15的作用下产生所述功率分类检测的检测电流。

更加具体的，参阅图3。所述恒流源模块110201包括第八三极管q8、第九三极管q9、第十四电阻r14和第十二电阻r12；

所述第八三极管q8的集电极与所述第十二电阻r12的一端连接，所述第十二电阻r12的另一端与所述第八三极管q8基极连接，所述第八三极管q8的发射极分别与所述第九三极管q9的基极及第十四电阻r14的一端连接，所述第十四电阻r14的另一端与所述第九三极管q9的发射极连接；

所述第八三极管q8的集电极还与所述第十一二极管d11的阳极连接，所述第十一二极管d11的阴极与电源vcc连接。

所述第十四电阻r14设置在所述第九三极管q9的基极和发射极之间。使所述第十四电阻r14产生恒定电流。

所述分类电流模块包括基准电压器u4、第十三极管q10、第二电阻r2、第五mos管q5、第六电阻r6、第一mos管q1、第五电阻r5、第二mos管q2、第四电阻r4、第三mos管q3、第三电阻r3和第四mos管q4。

所述基准电压器u4的阴极与第九三极管q9的发射极连接；所述基准电压器u4的基准电压端与所述第十三极管q10的发射极连接，所述第十三极管q10的基极与第九三极管q9的发射极连接；所述第十三极管q10的集电极c与所述第十一二极管d11的阳极连接。

所述第二电阻r2一端与所述第五mos管q5漏极连接，所述第二电阻r2另一端与所述第十三极管q10的发射极连接，所述第五mos管q5栅极与所述控制器15连接，所述第五mos管q5源极与参考地gnd连接；所述第六电阻r6一端与所述第一mos管q1漏极连接，所述第六电阻r6另一端与所述第十三极管q10的发射极连接，所述第一mos管q1栅极与所述控制器15连接，所述第一mos管q1源极与参考地gnd连接；所述第五电阻r5一端与所述第二mos管q2漏极连接，所述第五电阻r5另一端与所述第十三极管q10的发射极连接，所述第二mos管q2栅极与所述控制器15连接，所述第二mos管q2源极与参考地gnd连接；所述第四电阻r4一端与所述第三mos管q3漏极连接，所述第四电阻r4另一端与所述第十三极管q10的发射极连接，所述第三mos管q3栅极与所述控制器15连接，所述第三mos管q3源极与参考地gnd连接；所述第三电阻r3一端与所述第四mos管q4漏极连接，所述第三电阻r3另一端与所述第十三极管q10的发射极连接，所述第四mos管q4栅极与所述控制器15连接，所述第四mos管q4源极与参考地gnd连接。

所述控制器15对分别对所述第五mos管q5、第一mos管q1、第二mos管q2、第三mos管q3和第四mos管q4导通控制，从而使所述第十三极管q10产生分类电流。

具体的，所述poe供电设备需要对所述pd设备进行供电的等级分类，以方便所述poe供电设备对接入的所述pd设备进行供电管理。在进行供电的等级分类时，所述poe供电设备输出一定幅值的分类电压。此时，所述第十一二极管d11导通，所述恒流源模块110201输出恒定的电流。此电流为所述分类电流调节模块提供偏置电流。另外，在控制器15的作用下，所述第一mos管q1、第二mos管q2、第三mos管q3、第四mos管q4和第五mos管q5导通或截止，在基准电压器u4的共同作用下，所述第十三极管q10的大小不同的电流。此电流可为所述poe供电设备对所述接入pd设备进行功率等级分类。

进一步地，在本发明一个实施例中，还包括poe分类电源关闭模块，所述poe分类电源关闭模块对所述分类电流模块进行关闭。

具体的，继续参阅图3。所述poe分类电源关闭模块包括第十一三极管q11、第十五电阻r15；

所述第十一三极管q11的集电极与所述第十三极管q10的基极连接，所述第十一三极管q11的发射极与所述参考地gnd连接；所述第十一三极管q11的基极与所述第十五电阻r15的一端连接，所述第十五电阻r15的另一端与所述电源开关模块12连接。

参阅图4，所述电源开关模块12包括第七mos管q7、第十三电阻r13和第十二极管d10；所述第十三电阻r13一端与所述电源vcc连接，所述第十三电阻r13另一端与所述第十二极管d10的阴极连接，所述第十二极管d10的阳极与所述第七mos管q7的栅极连接，所述第七mos管q7的源极与所述参考地gnd连接，所第七mos管q7的漏极与输出地rtm_gnd连接。

更加具体的，所述poe供电设备对所述pd设备等级分类结束后，便开始对所述pd设备进行供电。此时，所述第七mos管q7在所述电源vcc的作用下导通，所述第十三极管q10基极为低电平电压，第十三极管q10为关闭状态。从而对所述分类电流模块进行关闭。

参阅图4，进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括第八二极管d8和第十六电阻r16；所述第八二极管d8的阴极与所述第七mos管q7的栅极连接，所述第八二极管d8的阳极与所述参考地gnd连接，所述第十六电阻r16的一端与所述第七mos管q7的栅极连接，第十六电阻r16的另一端与所述参考地gnd连接；

所述第八二极管d8和第十六电阻r16用于保护所述第七mos管q7的栅源极不被高压击穿。

参阅图4，进一步地，在本发明的一个实施例中，还包括控制器使能模块13；所述控制器使能模块13对所述控制器15进行工作运行使能。

具体的，所述控制器使能模块13包括第十二mos管q12、第十三mos管q13、电阻r1和电阻r7；

所述第十二mos管q12栅极与所述电源开关模块12中的第七mos管q7的栅极连接，所述第十二mos管q12源极与所述输出地rtm_gnd连接，所述第十二mos管q12漏极与所述电阻r1一端连接，所述电阻r1另一端与电源v3.3连接；所述第十三mos管q13的栅极与所述第十二mos管q12漏极连接，所述第十三mos管q13的源极与所述输出地rtm_gnd连接，所述第十三mos管q13的漏极与所述电阻r7的一端连接，所述电阻r7的另一端与所述电源v3.3连接；所述第十三mos管q13、电阻r7的公共端与所述控制器15连接。

更加具体的，所述poe设备开始对所述pd设备进行供电后，所述第十二mos管q12和第十三mos管q13开始导通，所述控制器15开始进行负载功率调节工作。

参阅图2，图示为本发明实施例提供的poe数据电源分离模块电路示意图。

进一步地，在发明的一个实施例中，所述poe数据电源分离模块10包括第一连接器tp1、第二连接器tp2、数据电源分离器u2和第一整流桥d1和第二整流桥d2。

所述第一连接器tp1与所述数据电源分离器u2的电源数据输入接口连接，所述数据电源分离器u2的数据输出接口与所述第二连接器tp2连接，所述电源输出接口分别与所述第一整流桥d1、第二整流桥d2连接。

所述数据电源分离器u2对所述第一连接器tp1的输入的电源和数据进行分离，并将分离的数据输出到所述第二连接器tp2上；将分离的电源输出到所述第一整流桥d1和第二整流桥d2上，所述第一整流桥d1和第二整流桥d2对所述数据电源分离器u2输出电源进行整流，并输出直流电。

一种可调节功率网络受电设备，所述可调节功率网络受电设备包括权利要求1至权利要求9任意一项所述可调节功率网络受电电路。

所述可调节功率网络受电设备技术特性与上述可调节功率网络受电电路相同，在此不重复叙述。

本发明实施例提供的可调节功率网络受电电路及设备通过poe数据电源分离模块10对poe设备的输入进行数据和电源的分离；通过poe协议模块11与所述poe设备进行协议握手；通过电源开关模块12进行开关电源的导通控制；通过控制器15实现负载功率精确控制，使得所述负载功率从0.44w到33w大小可调，完全覆盖ieee802.3af/at规范。保证设备厂商在poe设备研发期间，对所述poe设备的功率测试的覆盖率，使测试更加的自动化，提高研发测试的效率。

以上仅为本发明的实施例，但并不限制本发明的专利范围，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式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效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。