一种从PoE系统取电的装置及取电设备的制作方法

一种从poe系统取电的装置及取电设备
技术领域
1.本发明涉及poe技术领域，尤其是涉及一种从poe系统取电的装置及取电设备。


背景技术：

2.poe全称为power over ethernet，是指通过以太网网线供电，依托现有的以太网布线基础，供电设备既能够向终端设备传输数据，也能够为该终端设备提供直流供电的技术。poe技术通过其无需单独布电源线的便利性，在以太网设备中得到了广泛的应用。现有技术中的poe系统包括两部分：pse设备(power sourcing equipment，以太网终端设备供电的设备)和pd设备(power device，接受供电的终端设备)。
3.为了实现不符合poe标准的取电设备从poe系统中取电，现有技术通常利用取电设备附近的pd设备对该取电设备进行供电，即附近的pd设备首先从poe系统中取电，再将自身作为电源为该取电设备进行供电，但该方法要求供电的pd设备支持电源拓展功能，当取电设备附近的pd设备不支持电源拓展功能时便无法对取电设备进行供电，因此该方法的适用性较差。


技术实现要素：

4.本发明提供一种从poe系统取电的装置及取电设备，以解决如何从poe系统中取电，并为取电设备进行供电的技术问题。该装置能够实现从poe系统中取电，无需局限于仅能够通过附近的支持电源拓展功能的pd设备为不符合poe标准的取电设备供电，具有更高的适用性。
5.为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面提供一种从poe系统取电的装置，包括取电模块和取电控制模块；
6.所述取电模块的取电端连接在pse设备的输出端和pd设备的输入端之间；
7.所述取电控制模块的输入端与所述取电模块的输出端连接，所述取电控制模块的输出端与所述pse设备的接地端连接，所述取电控制模块的检测端与所述pd设备的输出端连接，所述取电控制模块的供电端与取电设备的受电端连接；
8.所述取电控制模块被配置为：
9.当检测到所述pse设备和所述pd设备均满足预设的取电条件时，将所述pse设备输出的电压输出至所述取电设备。
10.优选地，所述取电控制模块包括取电检测模块和供电开关模块；
11.所述取电检测模块的输入端与所述取电控制模块的输入端连接，所述取电检测模块的检测端与所述取电控制模块的检测端连接，所述取电检测模块的输出端与所述供电开关模块的受控端连接，所述供电开关模块的输入端与所述取电控制模块的输入端连接，所述供电开关模块的输出端与所述取电控制模块的输出端连接，所述供电开关模块的供电端与所述取电控制模块的供电端连接。
12.优选地，所述取电检测模块包括识别模块和断电控制模块；
13.所述识别模块的检测端与所述取电检测模块的检测端连接，所述识别模块的输入端与所述取电检测模块的输入端连接，所述识别模块的输出端与所述断电控制模块的受控端连接，所述断电控制模块的输入端与所述取电检测模块的输入端连接，所述断电控制模块的输出端与所述取电检测模块的输出端连接。
14.优选地，所述识别模块至少包括第一接口、电阻、第一稳压二极管和第一开关管；
15.所述第一接口的输入端与所述识别模块的检测端连接，所述第一接口的输出端分别与所述电阻的第一端和所述第一开关管的受控端连接，所述电阻的第二端与所述pse设备的接地端连接，所述第一稳压二极管的负极与所述识别模块的输入端连接，所述第一稳压二极管的正极分别与所述第一开关管的输入端和所述识别模块的输出端连接，所述第一开关管的输出端接地。
16.优选地，所述断电控制模块至少包括第二开关管和第二稳压二极管；
17.所述第二开关管的受控端与所述断电控制模块的受控端连接，所述第二稳压二极管的负极与所述断电控制模块的输入端连接，所述第二稳压二极管的正极分别与所述断电控制模块的输出端和所述第二开关管的输入端连接，所述第二开关管的输出端接地。
18.优选地，所述供电开关模块至少包括第二接口、第三接口、第四接口和第三开关管；
19.所述第二接口的输入端与所述第三开关管的输出端连接，所述第二接口的输出端与所述供电开关模块的输出端连接，所述第三开关管的受控端与所述供电开关模块的受控端连接，所述第三接口的输入端与所述供电开关模块的输入端连接，所述第三接口的输出端与所述供电开关模块的供电端连接，所述第四接口的输入端与所述供电开关模块的供电端连接，所述第四接口的输出端与所述第三开关管的输入端连接。
20.优选地，所述取电模块至少包括第五接口；
21.所述第五接口的输入端与所述取电模块的取电端连接，所述第五接口的输出端与所述取电模块的输出端连接。
22.优选地，所述识别模块还包括二极管；
23.所述二极管的正极与所述第一开关管的受控端连接，所述二极管的负极接地。
24.优选地，当n个所述装置需要从poe系统取电时，第一取电控制模块的输出端与所述pse设备的接地端或第一相邻取电控制模块的检测端连接，所述第一取电控制模块的检测端与所述pd设备的输出端或第二相邻取电控制模块的输出端连接；
25.其中，所述第一取电控制模块为n个所述装置中的其中一个装置的取电控制模块，所述第一相邻取电控制模块为与所述其中一个装置相邻的一个装置的取电控制模块，所述第二相邻取电控制模块为与所述其中一个装置相邻的另一个装置的取电控制模块，n＞1。
26.本发明实施例第二方面提供一种取电设备，所述取电设备包括如第一方面任一项所述的从poe系统取电的装置。
27.相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于，设计一种从poe系统取电的装置，能够实现从poe系统中取电，无需局限于仅能够通过附近的支持电源拓展功能的pd设备为不符合poe标准的取电设备供电，具有更高的适用性。
附图说明
28.图1是本发明实施例提供的一种从poe系统取电的装置的结构示意图；
29.图2是本发明实施例提供的一种从poe系统取电的装置的电路示意图；
30.图3是本发明实施例提供的识别模块的电路示意图；
31.图4是本发明实施例提供的断电控制模块的电路示意图；
32.图5是本发明实施例提供的供电开关模块的电路示意图；
33.图6是本发明实施例提供的取电模块的电路示意图；
34.图7是本发明实施例提供的多个取电设备从poe系统中取电的连接结构示意图。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.参见图1，本发明实施例第一方面提供一种从poe系统取电的装置，包括取电模块100和取电控制模块200；
37.所述取电模块100的取电端连接在pse设备的输出端和pd设备的输入端之间；
38.所述取电控制模块200的输入端与所述取电模块100的输出端连接，所述取电控制模块200的输出端与所述pse设备的接地端连接，所述取电控制模块200的检测端与所述pd设备的输出端连接，所述取电控制模块200的供电端与取电设备的受电端连接；
39.所述取电控制模块200被配置为：
40.当检测到所述pse设备和所述pd设备均满足预设的取电条件时，将所述pse设备输出的电压输出至所述取电设备。
41.具体地，取电模块100用于从pse设备取电，将取电模块100的取电端连接在pse设备的输出端和pd设备的输入端之间，当pse设备向pd设备输出电压时，能够在pse设备—pd设备的电压输出线路中取电。所述取电控制模块200用于当检测到pse设备和pd设备均满足预设的取电条件时，将pse设备输出的电压输出至取电设备。取电模块100从pse设备—pd设备的电压输出线路中获取的电压通过输出端输出至取电控制模块200的输入端，取电控制模块200的检测端与pd设备的输出端连接，取电控制模块200的输出端与pse设备的接地端连接，以使pse设备输出的电流流向pd设备后，通过取电控制模块200流回pse设备，构成一条回路。
42.值得说明的是，所述当检测到所述pse设备和所述pd设备均满足预设的取电条件时，将所述pse设备输出的电压输出至所述取电设备，具体为：当检测到所述pse设备的输出电压大于预设供电电压，且所述pd设备的输入端与所述pse设备的输出端连接，所述pd设备的输出端与所述取电控制模块200的检测端连接时，将所述pse设备输出的电压输出至所述取电设备。
43.在其中一种实施例中，所述取电控制模块200包括取电检测模块和供电开关模块；
44.所述取电检测模块的输入端与所述取电控制模块200的输入端连接，所述取电检测模块的检测端与所述取电控制模块200的检测端连接，所述取电检测模块的输出端与所
述供电开关模块的受控端连接，所述供电开关模块的输入端与所述取电控制模块200的输入端连接，所述供电开关模块的输出端与所述取电控制模块200的输出端连接，所述供电开关模块的供电端与所述取电控制模块200的供电端连接。
45.具体地，取电检测模块用于检测pse设备和pd设备是否均满足预设的取电条件，当均满足预设的取电条件时，通过输出端将供电信号发送至所述供电开关模块的受控端，供电开关模块接收到供电信号后，通过供电端输出从pse设备获取的电压。
46.在其中一种实施例中，所述取电检测模块包括识别模块和断电控制模块；
47.所述识别模块的检测端与所述取电检测模块的检测端连接，所述识别模块的输入端与所述取电检测模块的输入端连接，所述识别模块的输出端与所述断电控制模块的受控端连接，所述断电控制模块的输入端与所述取电检测模块的输入端连接，所述断电控制模块的输出端与所述取电检测模块的输出端连接。
48.具体地，识别模块用于当pse设备处于供电状态时，通过检测端识别pd设备是否保持连接状态，当pd设备断开连接时，识别模块通过输出端向断电控制模块的受控端发送断电信号，断电控制模块收到断电信号后，通过输出端发送停止供电信号，以控制供电开关模块。
49.参见图2，是本发明实施例提供的一种从poe系统取电的装置的电路示意图。
50.参见图3，在其中一种实施例中，所述识别模块至少包括第一接口1、电阻r1、第一稳压二极管d2和第一开关管q1；
51.所述第一接口1的输入端与所述识别模块的检测端连接，所述第一接口1的输出端分别与所述电阻r1的第一端和所述第一开关管q1的受控端连接，所述电阻r1的第二端与所述pse设备的接地端连接，所述第一稳压二极管d2的负极与所述识别模块的输入端连接，所述第一稳压二极管d2的正极分别与所述第一开关管q1的输入端和所述识别模块的输出端连接，所述第一开关管q1的输出端接地。
52.值得说明的是，在pse设备对pd设备进行侦测识别时，侦测电流从pse设备流向pd设备，再通过识别模块中的第一接口1和电阻r1流回pse设备；在pse设备对pd设备进行分级鉴定时，分级电流从pse设备流向pd设备，再通过识别模块中的第一接口1和电阻r1流回pse设备。由于侦测电压和分级电压较小，无法达到第一稳压二极管d2的管压降，因此当pse设备对pd设备进行侦测识别和分级鉴定时，第一稳压二极管d2处于截止状态，由于电阻r1两端存在电压，因此第一开关管q1处于导通状态；当pse设备对pd设备进行供电时，产生的供电电压大于第一稳压二极管d2的管压降，第一稳压二极管d2处于导通状态；当pd设备断开连接时，电阻r1两端电压为0，因此第一开关管q1截止，而由于pse设备尚未断电，因此第一稳压二极管d2仍处于导通状态，并将断电电信号发送至断电控制模块，实现对pse设备的各个阶段进行识别。在本实施例中，识别模块的电阻r1采用小阻值电阻r1，确保不影响pse设备对pd设备进行侦测识别和分级鉴定，第一开关管q1具体为npn型三极管。
53.在其中一种实施例中，所述识别模块还包括二极管d1；
54.所述二极管d1的正极与所述第一开关管q1的受控端连接，所述二极管d1的负极接地。
55.值得说明的是，为了防止流过电阻r1的电流过大，对第一开关管q1造成损坏，增设一个二极管d1对第一开关管q1进行保护，当有较大电流流过电阻r1时，该二极管d1导通，分
担部分电压，保护第一开关管q1。
56.参见图4，在其中一种实施例中，所述断电控制模块至少包括第二开关管q2和第二稳压二极管d3；
57.所述第二开关管q2的受控端与所述断电控制模块的受控端连接，所述第二稳压二极管d3的负极与所述断电控制模块的输入端连接，所述第二稳压二极管d3的正极分别与所述断电控制模块的输出端和所述第二开关管q2的输入端连接，所述第二开关管q2的输出端接地。
58.值得说明的是，由于pse设备对pd设备进行侦测识别和分级鉴定时，产生的侦测电压和分级电压较小，无法达到第二稳压二极管d3的管压降，因此当pse设备对pd设备进行侦测识别和分级鉴定时，第二稳压二极管d3处于截止状态，此时由于识别模块中的第一开关管q1处于导通状态，因此第二开关管q2的受控端接地，第二开关管q2截止；当pse设备对pd设备进行供电时，产生的供电电压大于第二稳压二极管d3的管压降，第二稳压二极管d3处于导通状态，但由于第一开关管q1仍处于导通状态，因此第二开关管q2仍处于截止状态，供电电流通过第二稳压二极管d3向供电开关模块传输；当pd设备断开连接时，由于第一开关管q1截止，断电电信号发送至第二开关管q2的受控端，第二开关管q2变为导通状态，此时由于pse设备尚未断电，因此第二稳压二极管d3仍处于导通状态，供电电流不再流向供电开关模块，而是通过第二开关管q2流向地端，相当于向供电开关模块发送停止供电信号。在本实施例中，第二开关管q2具体为npn型三极管。
59.参见图5，在其中一种实施例中，所述供电开关模块至少包括第二接口2、第三接口3、第四接口4和第三开关管q3；
60.所述第二接口2的输入端与所述第三开关管q3的输出端连接，所述第二接口2的输出端与所述供电开关模块的输出端连接，所述第三开关管q3的受控端与所述供电开关模块的受控端连接，所述第三接口3的输入端与所述供电开关模块的输入端连接，所述第三接口3的输出端与所述供电开关模块的供电端连接，所述第四接口4的输入端与所述供电开关模块的供电端连接，所述第四接口4的输出端与所述第三开关管q3的输入端连接。
61.值得说明的是，当pse设备对pd设备进行侦测识别和分级鉴定时，由于第一稳压二极管d2、第二稳压二极管d3和第二开关管q2均处于截止状态，因此没有供电电流流向第三开关管q3，第三开关管q3的受控端的电压为0，第三开关管q3处于截止状态，因此第二接口2与第四接口4之间的通路断开，装置无法与pse设备构成供电回路；当pse设备对pd设备进行供电时，第一稳压二极管d2和第二稳压二极管d3均处于导通状态，而第二开关管q2处于截止状态，因此供电电流流向第三开关管q3，第三开关管q3导通，使得第二接口2与第四接口4之间形成通路，装置与pse设备构成供电回路，在第三接口3和第四接口4之间产生供电电压，实现对供电设备进行供电；当pd设备断开连接时，第二开关管q2变为导通状态，因此第三开关管q3的受控端接地，第三开关管q3变为截止状态，第二接口2与第四接口4之间的通路再次断开，对供电设备停止供电。在本实施例中，第三开关管q3具体为n沟道增强型场效应管。
62.参见图6，在其中一种实施例中，所述取电模块100至少包括第五接口5；
63.所述第五接口5的输入端与所述取电模块100的取电端连接，所述第五接口5的输出端与所述取电模块100的输出端连接。
64.参见图7，在其中一种实施例中，当n个所述装置需要从poe系统取电时，第一取电控制模块200的输出端与所述pse设备的接地端或第一相邻取电控制模块200的检测端连接，所述第一取电控制模块200的检测端与所述pd设备的输出端或第二相邻取电控制模块200的输出端连接；
65.其中，所述第一取电控制模块200为n个所述装置中的其中一个装置的取电控制模块200，所述第一相邻取电控制模块200为与所述其中一个装置相邻的一个装置的取电控制模块200，所述第二相邻取电控制模块200为与所述其中一个装置相邻的另一个装置的取电控制模块200，n＞1。
66.值得说明的是，图7中的多个取电设备采用串接的方式在pse设备与pd设备之间连接，每个取电设备都包括本发明实施例提供的从poe系统取电的装置，因此相当于多个从poe系统取电的装置串接在pse设备与pd设备之间。当多个装置串接在pse设备与pd设备之间时，pse设备与pd设备之间串联有多个电阻r1，但由于电阻r1的阻值较小，因此在增加取电设备数量的同时，不会对pse设备的侦测识别阶段和分级鉴定阶段造成影响。
67.本发明实施例提供的一种从poe系统取电的装置，具有如下有益效果：
68.(1)能够实现从poe系统中取电，无需局限于仅能够通过附近的支持电源拓展功能的pd设备为不符合poe标准的取电设备供电，具有更高的适用性。
69.(2)在pse设备和pd设备之间能够串联多个本发明实施例提供的从poe系统取电的装置，支持为多个取电设备进行供电。
70.(3)当pd设备断开连接时，本发明实施例提供的从poe系统取电的装置能够及时识别，并主动停止对取电设备供电，具有较高的安全性。
71.(4)本发明实施例提供的从poe系统取电的装置内部的电路结构简单，制造成本低，同时只需占用一条由pse设备至pd设备的poe线路，节省布线资源。
72.为了更好地体现本发明实施例的有益效果，下面结合图2对本发明实施例的工作过程进行说明。
73.当pd设备接入poe线路后：
74.(1)侦测识别阶段：pse设备输出的侦测电流经过第五接口5流向pd设备，再从第一接口1经过电阻r1通过第二接口2流回pse设备，侦测电流使电阻r1两端产生电压，从而使第一开关管q1导通。此时侦测电压均小于第一稳压二极管d2和第二稳压二极管d3的管电压，第一稳压二极管d2和第二稳压二极管d3均截止。此时第二开关管q2截止，第三开关管q3截止。同时由于电阻r1较小，因此不会影响pse设备对pd设备进行侦测识别。
75.(2)分级鉴定阶段：pse设备输出的分级电流经过第五接口5流向pd设备，再从第一接口1经过电阻r1通过第二接口2流回pse设备，因分级电流较大，因此二极管d1导通，保护第一开关管q1。此时分级电压依旧小于第一稳压二极管d2和第二稳压二极管d3的管电压，第一稳压二极管d2和第二稳压二极管d3均截止，此时第二开关管q2截止，第三开关管q3截止。同时由于电阻r1较小，因此不会影响pse设备对pd设备进行分级鉴定。
76.(3)供电阶段：pse设备输出的供电电流经过第五接口5流向pd设备，再从第一接口1经过电阻r1通过第二接口2流回pse设备，由于供电电流较大，因此二极管d1导通，保护第一开关管q1。此时供电电压均大于第一稳压二极管d2和第二稳压二极管d3的管电压，第一稳压二极管d2和第二稳压二极管d3导通。此时由于第一开关管q1导通，因此第二开关管q2
截止，供电电流经第二稳压二极管d3流向第三开关管q3的受控端，因此第三开关管q3导通，第二接口2与第四接口4之间形成通路，因此第三接口3与第四接口4之间输出电压，供取电设备使用。
77.(4)掉电阶段：当pd设备从poe线路断开后，由于电阻r1两端无电压，因此第一开关管q1截止，由于此时pse设备还未断电，因此第一稳压二极管d2和第二稳压二极管d3保持导通状态，第二开关管q2变为导通状态，从而使得第三开关管q3变为截止状态，第二接口2与第四接口4之间的通路断开，第三接口3与第四接口4之间停止输出电压，使得取电设备掉电，然后控制pse设备断电。
78.本发明实施例第二方面提供一种取电设备，所述取电设备包括如第一方面任一实施例所述的从poe系统取电的装置。
79.值得说明的是，装置的第一接口1、第二接口2和第五接口5作为取电设备的对外接口，用于与外部设备进行连接，装置的第三接口3和第四接口4作为取电设备的对内接口，用于输出电源，供取电设备使用。第三接口3和第五接口5在取电设备内部直接相连接，第二接口2和第四接口4通过一个开关管相连接，当该开关管导通时，第二接口2和第四接口4直接相连接。
80.综上所述，本发明实施例提供的一种从poe系统取电的装置及取电设备，具有如下有益效果：
81.(1)能够实现从poe系统中取电，无需局限于仅能够通过附近的支持电源拓展功能的pd设备为不符合poe标准的取电设备供电，具有更高的适用性。
82.(2)在pse设备和pd设备之间能够串联多个本发明实施例提供的从poe系统取电的装置及取电设备，支持为多个取电设备进行供电。
83.(3)当pd设备断开连接时，本发明实施例提供的从poe系统取电的装置及取电设备能够及时识别，并主动停止对取电设备供电，具有较高的安全性。
84.(4)本发明实施例提供的从poe系统取电的装置内部的电路结构简单，制造成本低，同时只需占用一条由pse设备至pd设备的poe线路，节省布线资源。
85.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。