一种具有无线充电功能的PoE交换机的制作方法

本实用新型涉及通信领域，更具体地说，涉及一种具有无线充电功能的PoE交换机。

背景技术：

PoE(Power Over Ethernet)也被称为基于局域网的供电系统(PoL，Power over LAN)或有源以太网(Active Ethernet)，有时也被简称为以太网供电，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(PSE,Power Sourcing Equipment)和受电端设备(PD,Power Device)两部分，PoE交换机为一种常用的PSE设备。在现有技术中，而PoE交换机的供电通常是通过有线连接来实现。因此在实际应用中存在布线不便、设备磨损率高以及占用空间大等缺陷。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种无需布线、设备磨损率低、占用空间小的具有无线充电功能的PoE交换机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有无线充电功能的PoE交换机，包括：交换机设备和与所述交换机设备通信连接的无线充电设备，所述交换机设备包括交换机装置以及用于产生交变电磁场的充电发射电路，所述无线充电设备包括基于所述交变电磁场产生感生电压的充电接收电路以及与所述充电接收电路电连接以用于控制所述充电接收电路的充电控制芯片。

在本实用新型所述的具有无线充电功能的PoE交换机中，所述充电发射电路进一步包括：用于产生激励信号的振荡信号发生器以及基于所述激励信号进行谐振进而产生所述交变电磁场的谐振功率放大器，所述振荡信号发生器与所述谐振功率放大器电连接。

在本实用新型所述的具有无线充电功能的PoE交换机中，所述振荡信号发生器包括NE555定时芯片。

在本实用新型所述的具有无线充电功能的PoE交换机中，所述谐振功率放大器包括串联的LC并联谐振回路和开关管。

在本实用新型所述的具有无线充电功能的PoE交换机中，所述充电接收电路包括：用于产生所述感生电压的充电接收线圈、用于对所述感生电压进行滤波整流的整流滤波模块，以及对滤波整流之后的所述感生电压进行稳压输出的稳压输出模块，所述整流滤波模块分别与所述充电接收线圈和所述稳压输出模块电连接。

在本实用新型所述的具有无线充电功能的PoE交换机中，所述整流滤波模块包括用于对所述感生电压进行全波整流的快速开关二极管和用于对所述感生电压进行滤波的滤波电容，所述快速开关二极管与所述滤波电容电连接。

在本实用新型所述的具有无线充电功能的PoE交换机中，所述稳压输出模块包括稳压二极管。

在本实用新型所述的具有无线充电功能的PoE交换机中，所述充电控制芯片包括MSP430F2274芯片。

在本实用新型所述的具有无线充电功能的PoE交换机中，所述交换机装置包括交换机控制器、与所述交换器控制器通信连接的PHY芯片，与所述PHY芯片通信连接的通信端口，以及与所述交换机控制器通信连接的晶振电路。

在本实用新型所述的具有无线充电功能的PoE交换机中，所述交换机控制器包括BCM 56151交换机芯片，所述PHY芯片包括B50285PHY芯片，所述通信端口包括RJ45端口和SFP端口。

实施本实用新型的具有无线充电功能的PoE交换机，可以以无线方式对无线充电设备进行充电，因此无需布线、设备磨损率低、占用空间小并且操作方便。进一步地，适应各种PoE交换机方案，因此非常灵活。更进一步地，通过采用震荡信号发生器和谐振功率放大器组合，能够达到最佳能量传输效果，并且通过设置充电控制芯片可以选择控制充电速度和过程。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型的具有无线充电功能的PoE交换机的第一实施例的原理框图；

图2是本实用新型的具有无线充电功能的PoE交换机的第二实施例的原理框图；

图3是本实用新型的具有无线充电功能的PoE交换机的交换机装置的第三实施例的电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1是本实用新型的具有无线充电功能的PoE交换机的第一实施例的原理框图。如图1所示，本实用新型的具有无线充电功能的PoE交换机，包括：交换机设备100和无线充电设备200。进一步如图1所示，所述交换机设备100包括交换机装置110以及充电发射电路120。所述无线充电设备200包括充电接收电路220以及充电控制芯片210。

在本实用新型中，所述交换机装置110可以采用本领域中已知的任何交换机方案构造，例如Bradcom、Realtek、Marvell等等。所述充电发射电路120设置在所述交换机装置110一侧以用于产生交变电磁场。在本实用新型中，所述充电发射电路120同样可以采用本领域中已知的任何能够产生交变电磁场的装置、电路或者设备构造。

在本实用新型中，所述充电接收电路220邻近所述充电发射电路120设置，从而基于感应到的所述交变电磁场产生感生电压。在本实用新型中，所述充电接收电路220同样可以采用本领域中已知的任何能够基于感应到的所述交变电磁场产生感生电压的装置、电路或者设备构造。充电控制芯片210与所述充电接收电路220电连接从而对所述充电接收电路220的充电过程进行控制。在本实用新型中，充电控制芯片210可以是本领域中任何已知的充电控制芯片，例如MSP430F2274芯片。

实施本实用新型的具有无线充电功能的PoE交换机，可以以无线方式对无线充电设备进行充电，因此无需布线、设备磨损率低、占用空间小并且操作方便。

图2是本实用新型的具有无线充电功能的PoE交换机的第二实施例的原理框图。如图2所示，本实用新型的具有无线充电功能的PoE交换机，包括：交换机设备100和无线充电设备200。进一步如图1所示，所述交换机设备100包括交换机装置110以及充电发射电路120。所述无线充电设备200包括充电接收电路220以及充电控制芯片210。

在本实施例中，所述交换机装置110包括交换机控制器111、PHY芯片112以及通信端口113。所述交换机控制器111可以是本领域中已知的任何交换机芯片，例如BCM 56151交换机芯片、9BDX3035芯片等等。所述PHY芯片112同样可以是本领域中已知的任何PHY芯片，例如B50285PHY芯片，88E1340PHY芯片等等。所述通信端口113包括RJ45端口和SFP端口。如图2所示，所述交换机控制器111经PHY芯片112与通信端口113通信连接进而进行信号和能量传输。

在本实施例中，所述充电发射电路120进一步包括：振荡信号发生器121和谐振功率放大器122。所述振荡信号发生器121用于产生激励信号，其可以是本领域中任何已知的振荡信号发生器，优选其例如是NE555定时芯片构成的振荡频率约为510KHZ的振荡信号发生器以为谐振功率放大器122提供激励信号。所述谐振功率放大器122用于基于所述激励信号进行谐振进而产生所述交变电磁场，其例如可以包括串联的LC并联谐振回路和开关管IRF840。在本实用新型的一个优选实施例中，LC并联谐振回路中的振荡线圈按要求用直径为0.80mm的漆包线密绕20圈，直径约为6.5cm，实测电感值约为142uH，当谐振在510KHZ时，与其并联的两个谐振电容可以为680pF，例如可以采用470pF的固定电容并联200PF的可调电容，可方便调节谐振频率。开关管IRF840的最大电流为8A、完全开启时内阻为0.85欧。在本实用新型的一个优选实施例中，由于开关管IRF840发热量大，可以加装散热片。当所述谐振功率放大器122的谐振频率与激励信号频率相同时，所述谐振功率放大器122发生谐振，此时线圈中的电压和电流达最大值，从而产生最大的交变电磁场。

在本实施例中，所述充电接收电路220包括：充电接收线圈221、整流滤波模块222和稳压输出模块223。所述整流滤波模块222分别与所述充电接收线圈221和所述稳压输出模块223电连接。所述充电接收线圈221邻近所述LC并联谐振回路的振荡线圈设置，当其靠近所述振荡线圈时，在所述充电接收线圈221中产生感生电压，当所述充电接收线圈221的谐振频率与发射频率相同时产生谐振，电压达最大值。实际上，所述充电接收线圈221和所述LC并联谐振回路均处于谐振状态时，具有最好的能量传输效果。在本实施例中，所述整流滤波模块222可以是本领域中已知的任何整流滤波电路，用于对所述感生电压进行滤波整流，例如其可以包括用于对所述感生电压进行全波整流的快速开关二极管和用于对所述感生电压进行滤波的滤波电容，所述快速开关二极管与所述滤波电容电连接。在本实施例中，所述稳压输出模块223可以是本领域中已知的任何稳压输出电路，用于对所述感生电压进行滤波整流，例如其可以包括稳压二极管。

在本实施例中，所述充电控制芯片210可以是本领域中已知的任何控制器，处理器、芯片或者模块，用于控制充电开关，时间等等。在本实用新型的一个优选实施例中，所述充电控制芯片210可以采用MSP430F2274超低功耗单片机作为，通过开关选择充电的速度，实现快速充电和常态充电功能，电能充满后给出充满提示且自动停止充电。

实施本实用新型的具有无线充电功能的PoE交换机，可以以无线方式对无线充电设备进行充电，因此无需布线、设备磨损率低、占用空间小并且操作方便。进一步地，适应各种PoE交换机方案，因此非常灵活。更进一步地，通过采用震荡信号发生器和谐振功率放大器组合，能够达到最佳能量传输效果，并且通过设置充电控制芯片可以选择控制充电速度和过程。

图3是本实用新型的具有无线充电功能的PoE交换机的交换机装置的第三实施例的电路原理图。如图3所示，本实用新型的交换机装置包括交换机控制器111、PHY芯片112、通信端口113，以及晶振电路114。在本实施例中，所述交换机控制器111是BCM 56151交换机芯片，所述PHY芯片112包括与BCM 56151交换机芯片的以太网交换机控制器通信连接的三B50285PHY芯片。所述通信端口113包括经过四端口脉冲变压器与一个B50285PHY芯片连接的RJ45端口，以及与三个B50285PHY芯片分别连接的SFP端口。

当然，本领域技术人员知悉，如前所述，所述交换机装置可以采用其他的构造方式。基于本实用新型的教导，本领域技术人员可以选择适合的交换机装置方案，在此就不再累述了。

实施本实用新型的具有无线充电功能的PoE交换机，可以以无线方式对无线充电设备进行充电，因此无需布线、设备磨损率低、占用空间小并且操作方便。进一步地，适应各种PoE交换机方案，因此非常灵活。更进一步地，通过采用震荡信号发生器和谐振功率放大器组合，能够达到最佳能量传输效果，并且通过设置充电控制芯片可以选择控制充电速度和过程。

而且，尽管已经相对于一个或实现方式示出并描所述了本公开，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本公开包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上所述组件(例如元件等)执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本公开的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。此外，尽管本公开的特定特征已经相对于若干实现方式中的仅一个被公开，但是这种特征可以与如可以对给定或特定应用而言是期望和有利的其他实现方式的一个或其他特征组合。而且，就术语“包括”、“具有”、“含有”或其变形被用在具体实施方式或权利要求中而言，这样的术语旨在以与术语“包含”相似的方式包括。

本实用新型实施例中的各功能单元、装置或设备可以集成在一个处理器或处理设备中，也可以是各个单独物理的存在，也可以多个或多个以上功能单元、装置或设备集成在一个处理器或处理设备中。上述所述集成的处理器或处理设备可以采用本领域中已知的任何芯片、集成电路或电路、或设备等形式实现。

综上所述，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，但上所述优选实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。