專利名稱:一種非隔離供電pse設(shè)備端口浪涌防護(hù)電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種非隔離供電PSE設(shè)備端口浪涌防護(hù)電路，涉及以太網(wǎng)供電PSE端口浪涌電壓的防護(hù)。本實(shí)用新型公開的電話包括第一供電電源防護(hù)單元、第二供電電源防護(hù)單元和PSE防護(hù)單元，其中：在非隔離供電PSE設(shè)備的電源主功率單元的輸入端串聯(lián)所述第一供電電源防護(hù)單元，在電源主功率單元和非隔離控制芯片的輸出端連接所述第二供電電源防護(hù)單元，所述第二供電電源防護(hù)單元與非隔離供電PSE設(shè)備的PSE芯片及處圍電路部分并聯(lián)；所述PSE芯片及處圍電路部分與非隔離供電PSE設(shè)備的浪涌防護(hù)單元之間并聯(lián)所述PSE防護(hù)單元。本實(shí)用新型既可以降低POE設(shè)備的成本，又可以實(shí)現(xiàn)高等級(jí)的浪涌電壓防護(hù)。
【專利說明】
一種非隔離供電PSE設(shè)備端口浪涌防護(hù)電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及以太網(wǎng)供電PSE端口浪涌電壓的防護(hù)，更具體地，涉及供電電源、PSE芯片的防護(hù)、防護(hù)器件和防護(hù)位置。
【背景技術(shù)】
[0002]PoE(以太網(wǎng)供電)已經(jīng)快速地普及開來，因?yàn)樗霜?dú)立電源以及設(shè)備連接電源線的要求，并且不需要將設(shè)備布置在有電源插座的地方。因此應(yīng)用越來越廣，尤其是隨著雙波段接入、視頻電話、PTZ視頻監(jiān)控系統(tǒng)等高功率用電設(shè)備的出現(xiàn)而興起。在POE技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)，伴隨著應(yīng)用環(huán)境的嚴(yán)酷，對(duì)PSE端口浪涌電壓抑制的等級(jí)要求也越來高。
[0003]目前，通信領(lǐng)域高功率PSE供電主要應(yīng)用在微波IDU系統(tǒng)中，該系統(tǒng)中普遍存在供電電源輸入-48VGND和PGND在系統(tǒng)上短接，如圖1所示，對(duì)這一系統(tǒng)，一般供電通常采用隔離電源模塊，浪涌電壓防護(hù)單元相對(duì)比較簡(jiǎn)單，可根據(jù)防護(hù)等級(jí)不同采用兩級(jí)防護(hù)，如圖2所示，第一級(jí)由壓敏電阻或者氣體放電管等防護(hù)器件實(shí)現(xiàn)，第二級(jí)通過退耦電感、TVS進(jìn)一步減小流向芯片側(cè)的浪涌電流，從而可以抑制浪涌電壓和其它電氣傷害對(duì)PSE設(shè)備的影響。
[0004]但是，在直流供電中，相比同一輸出功率的非隔離電源(如BOOST或者BUCK-B00ST)，模塊電源一般成本較高，占板面積較大，布局也不靈活。因此，采用非隔離電源方案有很好的應(yīng)用前景。然而，非隔離電源由于輸入和輸出無電氣隔離，當(dāng)PSE端口 RJ45_-56V、RJ45_-56VGND對(duì)PGND有±6KV浪涌電壓時(shí)，如圖3所示，有兩條浪涌路徑會(huì)通過電源的控制芯片內(nèi)部LDO，導(dǎo)致芯片損壞，無法正常供電。如圖4所示，會(huì)有一條浪涌電流路徑通過PSE芯片的電流檢測(cè)電阻，導(dǎo)致PSE因過流保護(hù)而掉電。從而導(dǎo)致POE系統(tǒng)無法正常工作。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提供一種非隔離供電PSE設(shè)備端口浪涌防護(hù)電路，可以解決非隔離電源供電PSE設(shè)備端口遭受浪涌電壓時(shí)，損壞非隔離電源控制芯片以及引起PSE芯片過流保護(hù)導(dǎo)致整個(gè)POE設(shè)備掉電的問題。
[0006]本實(shí)用新型公開的一種非隔離供電PSE設(shè)備端口浪涌防護(hù)電路，至少包括第一供電電源防護(hù)單元、第二供電電源防護(hù)單元和PSE防護(hù)單元，其中:
[0007]在非隔離供電PSE設(shè)備的電源主功率單元的輸入端串聯(lián)所述第一供電電源防護(hù)單元，在電源主功率單元和非隔離控制芯片的輸出端連接所述第二供電電源防護(hù)單元，所述第二供電電源防護(hù)單元與非隔離供電PSE設(shè)備的PSE芯片及處圍電路部分并聯(lián)；
[0008]所述PSE芯片及處圍電路部分與非隔離供電PSE設(shè)備的浪涌防護(hù)單元之間并聯(lián)所述PSE防護(hù)單元。
[0009]可選地，上述電路中，所述第一供電電源防護(hù)單元采用二極管D5。
[0010]可選地，上述電路中，所述第二供電電源防護(hù)單元采用二級(jí)管，其中一個(gè)二極管D2的一端與非隔離控制芯片的輸出端連接，另一端接地，另一個(gè)二極管Dl的一端與PSE芯片的輸入端連接，另一端接地。
[0011]可選地，上述電路中，所述PSE防護(hù)單元包括二個(gè)二極管D3和D4，和二個(gè)瞬態(tài)電壓抑制二極管VDl和VD2，其中:
[0012]一個(gè)瞬態(tài)電壓抑制二極管VDl與PSE芯片并聯(lián)；
[0013]另一個(gè)瞬態(tài)電壓抑制二極管VD2與二極管D4并聯(lián)后再與二極管D3串聯(lián)，VD2與D4的輸入端與PSE芯片的VEE端連接，D3的輸出端與PSE芯片的OUT端連接。
[0014]采用本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，可實(shí)現(xiàn)非隔離電源供電PSE設(shè)備端口±6KV浪涌防護(hù)，與現(xiàn)有隔離電源供電PSE設(shè)備端口浪涌防護(hù)技術(shù)相比，既可以降低POE設(shè)備的成本，又可以實(shí)現(xiàn)高等級(jí)的浪涌電壓防護(hù)。
【附圖說明】

[0015]圖1是傳統(tǒng)的隔離模塊電源供電PSE設(shè)備結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2是傳統(tǒng)的隔離模塊電源供電PSE浪涌防護(hù)單元；
[0017]圖3是傳統(tǒng)的非隔離電源供電PSE端口 RJ45_-56V、RJ45_-56VGND對(duì)PGND有6KV時(shí)的浪涌電流路徑示意圖；
[0018]圖4中是傳統(tǒng)的非隔離電源供電PSE端口 RJ45_-56V、對(duì)PGND有-6KV時(shí)時(shí)的浪涌路徑示意圖；
[0019]圖5是本實(shí)用新型浪涌防護(hù)電路示意圖；
[0020]圖6是本實(shí)用新型BOOST和BUCK-B00ST電源供電PSE浪涌防護(hù)電路具體實(shí)施電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下文將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以任意相互組合。
[0022]實(shí)施例1
[0023]本申請(qǐng)發(fā)明人提出，在非隔離電源供電PSE設(shè)備端口有最高±6KV浪涌電壓時(shí)，可以通過提供一個(gè)供電電源防護(hù)單元，可以改變圖3中兩條浪涌電流的路徑，阻止浪涌電流通過供電電源控制芯片內(nèi)部的LD0，防止電源損壞；同時(shí)還提供了一個(gè)PSE防護(hù)單元，阻止圖4所示的浪涌電流流過PSE芯片引起過流保護(hù)而導(dǎo)致整個(gè)POE設(shè)備掉電。
[0024]基于上述思想，本實(shí)施例提供一種非隔離供電PSE設(shè)備端口浪涌防護(hù)電路，如圖5所示，至少包括第一供電電源防護(hù)單元、第二供電電源防護(hù)單元和PSE防護(hù)單元，其中:
[0025]在非隔離供電PSE設(shè)備的電源主功率單元的輸入端串聯(lián)所述第一供電電源防護(hù)單元，在電源主功率單元和非隔離控制芯片的輸出端連接所述第二供電電源防護(hù)單元，所述第二供電電源防護(hù)單元與非隔離供電PSE設(shè)備的PSE芯片及處圍電路部分并聯(lián)；
[0026]PSE芯片及處圍電路部分與非隔離供電PSE設(shè)備的浪涌防護(hù)單元之間并聯(lián)所述PSE防護(hù)單元。
[0027]上述圖5所示的電路的工作過程如下:
[0028]當(dāng)PSE端口 RJ45_-56V、RJ45_-56VGND對(duì)PGND±6KV浪涌電壓時(shí)，浪涌電流經(jīng)過壓敏電阻、退藕電感、TVS管等器件大部分被泄放到保護(hù)地PGND;
[0029]浪涌電流經(jīng)過壓敏電阻、退藕電感、TVS管等器件泄放后，圖3中兩條路徑的浪涌電流會(huì)通過圖5中供電電源防護(hù)單元泄放到PGND，確保不會(huì)進(jìn)入電源控制芯片的內(nèi)部的LD0;圖4中浪涌電流通過圖5中PSE防護(hù)單元改變泄放路徑，不再直接經(jīng)過PSE芯片電流檢測(cè)電阻，同時(shí)PSE防護(hù)單元會(huì)將圖4中的大部分浪涌電流泄放到PGND，PSE防護(hù)單元還會(huì)鉗位PSE芯片供電電壓，保護(hù)芯片供電腳不會(huì)因過壓而損壞。
[0030]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0031]一種非隔離供電(BOOST或者BUCK_B00ST)PSE端口浪涌防護(hù)電路的具體實(shí)施，如圖6所示，該電路的核心部分包括:
[0032]第一、第二供電電源防護(hù)單元采用二極管D1、D2、D5;
[0033]PSE防護(hù)單元:D3、D4，瞬態(tài)電壓抑制二極管VD1、VD2。
[0034]該電路的工作過程如下:
[0035]當(dāng)RJ45_-56VGND對(duì)PGND有6KV浪涌電壓時(shí)，大部分沿A點(diǎn)通過壓敏電壓泄放到保護(hù)地PGND，一小部分浪涌電流經(jīng)過退藕電感，沿B點(diǎn)后通過TVS泄放到保護(hù)地PGND。剩下的浪涌電流因?yàn)槎O管D5的存在，不會(huì)沿B-C-D-E-F到電源控制芯片的GND經(jīng)內(nèi)部LDO到-48VGND(PGND)，而是沿B-C-D-E-F-H經(jīng)D2泄放到PGND ；
[0036]當(dāng)RJ45_-56V對(duì)PGND有6KV浪涌電壓時(shí)，大部分沿K點(diǎn)經(jīng)壓敏電壓泄放到保護(hù)地PGND，一小部分浪涌電流經(jīng)過退藕電感，沿J點(diǎn)后通過TVS泄放到保護(hù)地PGND。剩下的浪涌電流因?yàn)槎O管D5的存在，不會(huì)沿K-J-1-L-M-H-F到電源控制芯片的GND經(jīng)內(nèi)部LDO到-48VGND(PGND)，而是沿K-J-1-L-M-H經(jīng)D2泄放到PGND ；
[0037]當(dāng)RJ45__56V對(duì)PGND有-6KV浪涌電壓時(shí)，大部分浪涌電流通過壓敏電壓沿K點(diǎn)回到PSE端口 RJ45_-56V，一小部分經(jīng)通過雙向的TVS后沿J點(diǎn)經(jīng)過退藕電感經(jīng)K點(diǎn)回到PSE端口RJ45_-56V。剩下的因?yàn)槎O管Dl和D3的存在，不會(huì)沿-48VGND到D5，經(jīng)BOOST或者BUCK-BOOST功率回路回流到PSE端口 RJ45_-56V，而是經(jīng)過二極管Dl后沿C-D-E-F-H，經(jīng)二極管D4后沿1-J-K回流到PSE端口 RJ45_-56V;瞬態(tài)電壓抑制二極管VDl鉗位PSE芯片的供電電壓，防止浪涌時(shí)供電電壓殘壓超過PSE芯片所允許的最大值而燒壞芯片。瞬態(tài)電壓抑制二極管VD2防止關(guān)機(jī)浪涌時(shí)MOS管的DS電壓應(yīng)力超過MOS管的規(guī)格而損壞MOS管。
[0038]還要說明的的是，本實(shí)用新型還可以用在隔離模塊電源供電情況中，此時(shí)，只需將供電電源防護(hù)單元?jiǎng)h除即可。
[0039]從上述實(shí)施例可以看出，本實(shí)用新型技術(shù)方案通過供電電源防護(hù)單元和PSE防護(hù)單元，解決了非隔離電源PSE供電時(shí)因浪涌電壓導(dǎo)致的電源損壞或者PSE掉電，可以承受RJ45_-56V、RJ45_-56VGND對(duì)PGND最高±6KV浪涌電壓時(shí)POE系統(tǒng)安全可靠地工作。
[0040]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述方法中的全部或部分步驟可通過程序來指令相關(guān)硬件完成，所述程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，如只讀存儲(chǔ)器、磁盤或光盤等。可選地，上述實(shí)施例的全部或部分步驟也可以使用一個(gè)或多個(gè)集成電路來實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)地，上述實(shí)施例中的各模塊/單元可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。本申請(qǐng)不限制于任何特定形式的硬件和軟件的結(jié)合。
[0041]以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種非隔離供電PSE設(shè)備端口浪涌防護(hù)電路，其特征在于，至少包括第一供電電源防護(hù)單元、第二供電電源防護(hù)單元和PSE防護(hù)單元，其中: 在非隔離供電PSE設(shè)備的電源主功率單元的輸入端串聯(lián)所述第一供電電源防護(hù)單元，在電源主功率單元和非隔離控制芯片的輸出端連接所述第二供電電源防護(hù)單元，所述第二供電電源防護(hù)單元與非隔離供電PSE設(shè)備的PSE芯片及處圍電路部分并聯(lián)； 所述PSE芯片及處圍電路部分與非隔離供電PSE設(shè)備的浪涌防護(hù)單元之間并聯(lián)所述PSE防護(hù)單元。2.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述第一供電電源防護(hù)單元采用二極管D5。3.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于，所述第二供電電源防護(hù)單元采用二級(jí)管，其中一個(gè)二極管D2的一端與非隔離控制芯片的輸出端連接，另一端接地，另一個(gè)二極管Dl的一端與PSE芯片的輸入端連接，另一端接地。4.如權(quán)利要求1、2或3所述的電路，其特征在于，所述PSE防護(hù)單元包括二個(gè)二極管D3和D4，和二個(gè)瞬態(tài)電壓抑制二極管VDI和VD2，其中: 一個(gè)瞬態(tài)電壓抑制二極管VDl與PSE芯片并聯(lián)； 另一個(gè)瞬態(tài)電壓抑制二極管VD2與二極管D4并聯(lián)后再與二極管D3串聯(lián)，VD2與D4的輸入端與PSE芯片的VEE端連接，D3的輸出端與PSE芯片的OUT端連接。
【文檔編號(hào)】H02H9/04GK205724876SQ201620330615
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年4月19日
【發(fā)明人】張國(guó)利
【申請(qǐng)人】中興通訊股份有限公司