CN106027268A - 以太网供电系统、控制电路及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供以太网供电系统、控制电路及控制方法。所述以太网供电系统包括：电源适配器，在所述电源适配器的正极端和负极端之间提供第一供电电压；供电设备，在所述供电设备的正极端和负极端之间提供第二供电电压；终端设备，在所述终端设备的电源端和接地端之间接收所述第一供电压和所述第二供电电压之一作为电源电压；控制电路，用于在所述电源适配器满足供电需求时断开所述供电设备，在所述电源适配器断开或欠压时接入所述供电设备。该以太网供电系统检测电源适配器电压，将其转化为以所述第二供电电压的参考地作为参考地的开关控制信号，从而控制供电设备和电源适配器之间的切换。
Description
技术领域
本发明属于电子技术领域，更具体地涉及以太网供电系统、控制电路及控制方法。
背景技术
以太网供电(POE,Power over Ehernet)技术是指在现有以太网布线基础架构的基础上，通过网线为一些网络终端设备提供直流供电的技术。在以太网供电技术中，网线兼有传输数据信号和直流供电的作用。该技术使终端设备无需依赖外部电源适配器供电，从而可以省去电源适配器、供电线缆和插头，节省布线与硬件成本。以太网供电已经广泛应用于VoIP电话、无线AP、视频监控等领域。
在很多应用场合，用户希望终端设备既可以采用以太网供电，也可以采用单独的电源适配器供电。也即，希望以太网供电系统可以兼容电源适配器供电。图1示出根据现有技术的以太网供电系统的示意性框图。该以太网供电系统包括供电设备PSE(Power Sourcing Equipment)、受电设备PD(Power Device)和电源适配器APD。供电设备PSE经由网线与受电设备PD相连接，电源适配器APD经由电源线与受电设备PD相连接。受电设备PD选择性地从供电设备PSE和电源适配器APD之一获得供电电压。
受电设备PD包括控制电路PDC和终端设备PDT。终端设备PDT经由控制电路PDC连接供电设备PSE，从而采用以太网供电方式获取电能，并转化为终端设备PDT所需的电压。此外，终端设备PDT直接连接电源适配器APD，从而采用独立供电方式获取电能。控制电路PDC通常包括一个开关管Q1。在受电设备PD中发生浪涌或过流等异常情况时，控制电路PDC会控制开关管Q1以断开供电设备PSE的供电路径，以进行限流保护。
在控制电路PDC中，开关管Q1的源极连接供电设备PSE负极端VSS，漏极连接终端设备PDT的地GND。当系统正常工作时，开关管Q1导通，供电设备PSE负极端VSS与终端设备PDT的地GND电压基本相同。控制电路PDC将供电设备PSE的输入电压VPSE几乎全部传输给受电设备PD。如果电源适配器APD连接在终端设备PDT的两端，则开关管Q1的栅极上施加电源第一供电电压VAPD，使得开关管Q1断开，从而电源适配器APD直接供电。
由于控制电路PDC的存在，供电设备PSE的以太网供电方式比电源适配器APD的独立供电方式多一级能量转换，效率更低，因此，在受电设备PD连接有供电设备PSE和电源适配器APD二者时，优先采用电源适配器APD的独立供电方式。
然而，在上述的供电方式中，由于开关管Q1的切换控制方式简单，可能存在着电源适配器APD的电压异常导致开关管Q1未能断开的问题，结果，供电设备PSE和电源适配器APD之间将产生路径，使得二者之间出现电流回灌，从而导致电路损坏。
因此，在以太网供电系统中，期望进一步改进以太网供电系统、控制电路及控制方法，以避免供电设备和电源适配器之间的电流回灌，从而提高电路的可靠性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种以太网供电系统、控制电路及控制方法，用于兼容电源适配器的以太网供电系统，其中采用检测模块检测电源适配器的供电电压，根据检测信号接入或断开供电设备，从而控制供电设备和电源适配器之间的切换。
根据本发明的一方面，提供一种以太网供电系统，包括：电源适配器，在所述电源适配器的正极端和负极端之间提供第一供电电压；供电设备，在所述供电设备的正极端和负极端之间提供第二供电电压；终端设备，分别与所述电源适配器和所述供电设备相连接，在所述终端设备的电源端和接地端之间接收所述第一供电压和所述第二供电电压之一作为电源电压；控制电路，连接在所述供电设备和所述终端设备之间，用于在所述电源适配器满足供电需求时断开所述供电设备，在所述电源适配器断开或欠压时接入所述供电设备，其中，所述控制电路包括检测模块和开关管，所述检测模块的输出端连接至所述开关管的控制端，用于将所述第一供电电压的检测信号转换为开关控制信号，从而控制所述开关管的导通和断开，所述检测信号以所述第一供电电压的参考地作为参考地，所述开关控制信号以所述第二供电电压的参考地作为参考地。
优选地，还包括电压采样模块，所述电压采样模块连接在所述电源适配器的正极端和负极端之间，用于产生所述检测信号。
优选地，所述电压采样模块为电阻分压网络，所述电阻分压网络包括串联连接的第一电阻和第二电阻。
优选地，还包括第一二极管，所述电源适配器的正极端经由所述第一二极管连接至所述终端设备的电源端，从而形成从所述电源适配器的正极端至所述终端设备的电源端的单向电流路径。
优选地，还包括第二二极管，所述供电设备的负极端经由所述第二二极管连接至所述终端设备的接地端，从而在所述开关管断开时形成从所述供电设备的负极端至所述终端设备的接地端的单向电流路径。
优选地，所述开关管具有体二极管，所述供电设备的负极端经由所述体二极管连接至所述终端设备的接地端，从而在所述开关管断开时形成从所述供电设备的负极端至所述终端设备的接地端的单向电流路径。
优选地，还包括整流桥，所述整流桥的第一输入端和第二输入端分别连接所述供电设备的正极端和负极端，所述整流桥的第一输出端和第二输出端分别连接至所述终端设备的电源端和接地端。
优选地，所述检测模块包括依次连接的反相放大器、反相器和逻辑电路，所述检测模块接收所述第一供电电压的检测信号，所述逻辑电路提供所述开关控制信号。
优选地，所述反相放大器包括依次串联连接在所述终端设备的电源端和所述供电设备的负极端之间的第一晶体管、第三电阻和第四电阻，以及与所述第四电阻并联连接的第一齐纳二极管，所述第一晶体管的控制端接收所述检测信号，所述第一齐纳二极管的两端获得第一电压信号，所述反相器和所述逻辑电路分别对所述第一电压信号进行反相和逻辑控制从而获得所述开关控制信号。
优选地，所述第一晶体管为P型金属氧化物半导体场效应晶体管。
优选地，所述反相放大器包括依次串联连接在所述终端设备的电源端和接地端之间的第五电阻、第六电阻和第二晶体管，以及依次串联连接在所述终端设备的电源端和所述供电设备的负极端之间的第三晶体管、第七电阻和第八电阻，以及与所述第五电阻并联连接的第二齐纳二极管、与所述第八电阻并联连接的第三齐纳二极管，所述第二晶体管的控制端接收所述检测信号，所述第三晶体管的控制端连接至所述第五电阻和所述第六电阻的中间节点，所述第三齐纳二极管的两端获得第一电压信号，所述反相器和所述逻辑电路分别对所述第一电压信号进行反相和逻辑控制从而获得所述开关控制信号。
优选地，所述第二晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第三晶体管为P型金属氧化物半导体场效应晶体管。
根据本发明的另一方面，提供一种以太网供电控制电路，连接在供电设备和终端设备之间，用于根据电源适配器的第一供电电压，接入或断开所述供电设备，所述供电设备提供第二供电电压，所述以太网供电控制电路包括：检测模块；以及开关管，其中，所述检测模块的输出端连接至所述开关管的控制端，用于将所述第一供电电压的检测信号转换为开关控制信号，从而控制所述开关管的导通和断开，所述检测信号以所述第一供电电压的参考地作为参考地，所述开关控制信号以所述第二供电电压的参考地作为参考地。
优选地，所述检测模块包括依次连接的反相放大器、反相器和逻辑电路，所述检测模块接收所述第一供电电压的检测信号，所述逻辑电路提供所述开关控制信号。
优选地，所述反相放大器包括依次串联连接在所述终端设备的电源端和所述供电设备的负极端之间的第一晶体管、第三电阻和第四电阻，以及与所述第四电阻并联连接的第一齐纳二极管，所述第一晶体管的控制端接收所述检测信号，所述第一齐纳二极管的两端获得第一电压信号，所述反相器和所述逻辑电路分别对所述第一电压信号进行反相和逻辑控制从而获得所述开关控制信号。
优选地，所述第一晶体管为P型金属氧化物半导体场效应晶体管。
优选地，所述反相放大器包括依次串联连接在所述终端设备的电源端和接地端之间的第五电阻、第六电阻和第二晶体管，以及依次串联连接在所述终端设备的电源端和所述供电设备的负极端之间的第三晶体管、第七电阻和第八电阻，以及与所述第五电阻并联连接的第二齐纳二极管、与所述第八电阻并联连接的第三齐纳二极管，所述第二晶体管的控制端接收所述检测信号，所述第三晶体管的控制端连接至所述第五电阻和所述第六电阻的中间节点，所述第三齐纳二极管的两端获得第一电压信号，所述反相器和所述逻辑电路分别对所述第一电压信号进行反相和逻辑控制从而获得所述开关控制信号。
优选地，所述第二晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第三晶体管为P型金属氧化物半导体场效应晶体管。
根据本发明的第三方面，提供一种以太网供电控制方法，包括：检测第一供电电压，以产生所述第一供电电压的检测信号；将所述第一供电电压的检测信号转换为开关控制信号；以及采用所述开关控制信号接入或断开第二供电电压，其中，所述检测信号以所述第一供电电压的参考地作为参考地，所述开关控制信号以所述第二供电电压的参考地作为参考地。
根据本发明实施所述的以太网供电系统，在所述电源适配器满足供电需求时断开所述供电设备，在所述电源适配器断开或欠压时接入所述供电设备。该以太网供电系统检测电源适配器电压，将其转化为以供电设备电压的参考地作为参考地的开关控制信号，从而实现了浮地电压检测功能。因此，该以太网供电系统检测电源适配器电压，将其转化为以所述第二供电电压的参考地作为参考地的开关控制信号，从而控制供电设备和电源适配器之间的切换，从而可以提高电路的可靠性，以及减小控制电路的静态电流。
在优选的实施例中，采用第一二极管形成从所述电源适配器的正极端至所述终端设备的电源端的单向电流路径，从而防止从供电设备向电源适配器的电流回灌，以及采用第二二极管，在所述开关管断开时形成从所述供电设备的负极端至所述终端设备的接地端的单向电流路径，从而可以保证控制电路仍处于供电待机状态。当电源适配器断电或欠压后，可以及时恢复供电设备供电。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1为根据现有技术的以太网供电系统的示意性框图。
图2为根据本发明实施例的以太网供电系统的示意性框图。
图3为在图2的以太网供电系统中使用的一种控制电路的示意性电路图。
图4为在图2的以太网供电系统中使用的另一种控制电路的示意性电路图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
本发明人注意到，在以太网供电系统中，如果希望同时电源适配器供电，则以太网供电系统需要解决如下问题：在供电设备电压VPSE与第一供电电压VAPD同时存在时，应当避免两个供电设备之间产生路径，防止电流回灌。另外，以太网供电系统中的检测模块，应当检测以终端设备PDT的地GND为参考的电源适配器电压，将检测信号转换成以供电设备负极端VSS为参考的开关控制信号。该以太网供电系统应当包括应用于浮地的检测模块。
为了解决上述问题，本发明人提出了一种兼容电源适配器供电的以太网供电系统，其中，当检测模块PDC检测到电源适配器电压满足供电需求时，将供电设备断开，采用电源适配器供电，当检测模块PDC检测到电源适配器断开或欠压时，将供电设备接入。由于供电设备与电源适配器之间没有电流路径，因此不会因出现电流回灌的现象而相互影响。本发明人还提供了两种应用于以太网供电系统中的检测模块，用于检测电源适配器电压，并且将检测信号转化为以供电设备负极端VSS为参考的开关控制信号,从而控制电源适配器的接入或断开。
本发明可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。
图2为根据本发明实施例的以太网供电系统的示意性框图。该以太网供电系统包括供电设备PSE、受电设备PD和电源适配器APD。供电设备PSE经由网线与受电设备PD相连接，电源适配器APD经由电源线与受电设备PD相连接。受电设备PD选择性地从供电设备PSE和电源适配器APD之一获得供电电压，其中电源适配器APD提供第一供电电压VAPD，供电设备PSE提供第二供电电压VPSE。供电设备PSE可以与控制电路PDC进行通信相互识别。
受电设备PD包括控制电路PDC和终端设备PDT。终端设备PDT经由控制电路PDC连接供电设备PSE，采用以太网供电方式获取电能。此外，终端设备PDT直接连接电源适配器APD，采用独立供电方式获取电能。
在受电设备PD连接有供电设备PSE和电源适配器APD二者时，优先采用电源适配器APD的独立供电方式。当电源适配器APD断开或欠压时，将供电设备PSE接入进行供电。
进一步地，以太网供电系统还包括电压采样模块APDS、第一滤波电容Cin、第二滤波电容Co、第一二极管D1、以及第二二极管D2。
电压采样模块APDS连接在电源适配器APD的正极端和负极端之间，用于对电源适配器APD提供的第一供电电压VAPD进行采样，从而获得用于表征第一供电电压VAPD的检测信号Vs。例如，电压采样模块APDS为电阻分压网络，包括彼此串联连接的电阻R1和R2，以及在电阻R1和R2的中间节点产生与第一供电电压VAPD的检测信号Vs。
第一滤波电容Cin连接在供电设备PSE的正极端和负极端之间，用于对供电设备PSE提供的供电电压进行滤波。第二滤波电容Co连接在终端设备PDT的电源端VDD和接地端GND之间，用于对终端设备PDT的供电电压进行滤波。
第一二极管D1的阳极连接至电源适配器APD的正极端，阴极连接至终端设备PDT的电源端VDD。第二二极管D2的阳极连接至供电设备PSE的负极端，阴极连接至终端设备PDT的接地端VDD。第一二极管D1和第二二极管D2单向导通，因而，在图2所示位置加入二极管，可以保证供电设备PSE与电源适配器APD不会互相影响。
第一二极管D1形成电源适配器APD的正极端至终端设备PDT的电源端VDD的单向导通路径，从而可以防止电流回灌入电源适配器APD中。第二二极管D2形成供电设备PSE的负极端VSS到终端设备PDT的接地端GND的单向导通路径，从而可以防止电流回灌入供电设备PSE中。
在电源适配器APD供电时，第二二极管D2允许供电设备PSE的负极端VSS到终端设备PDT的接地端GND存在电流路径，从而可以保证控制电路PDC仍处于供电待机状态。当电源适配器断电或欠压后，可以及时恢复供电设备PSE供电。
控制电路PDC与电压采样模块APDS相连接，以接收检测信号Vs。控制电路PDC包括检测模块APDD和开关管Q1。在本申请中，开关管Q1例如是Hotswap管(即热切换管)。开关管Q1连接在终端设备PDT的接地端GND和供电设备PSE的负极端VSS之间，将控制电路PDC的供电设备PSE的负极端VSS与终端设备PDT的接地端GND隔开，起到隔离与限流保护作用。
在控制电路PDC中，检测模块APDD的输入端接收检测信号Vs，输出端提供开关控制信号APD_EN。检测模块APDD根据采样电压VS，判断电源适配器电压是否满足供电条件。若电源适配器电压达到供电要求，则将开关管Q1断开，从而将供电设备PSE供电切换至电源适配器APD供电。若电源适配器电压未达到供电要求，则将开关管Q1导通，从而将电源适配器APD供电切换至电供电设备PSE供电。
在优选的实施例中，以太网供电系统还包括整流桥RB。该整流桥RB连接在供电设备PSE和第一滤波电容Cin之间。无论供电设备PSE为正相接入还是反相接入，输入到控制电路PDC的电源端VDD的电压均为正电压。整流桥RB的两个输入端连接至供电设备PSE的正极端和负极端，两个输出端之间提供第二供电电压VPSE。
此外，在上述的实施例中，采用单独的第二二极管D2用于形成供电设备PSE的负极端VSS到终端设备PDT的接地端GND的单向导通路径。在替代的实施例中，如果开关管Q1的体二极管D3可以代替第二二极管D2的作用，则可以省去第二二极管D2。
根据本发明实施例的以太网供电系统，电源适配器APD提供的第一供电电压VAPD需要达到一定电压值才能满足终端设备PDT要求，之后检测模块PDC发出开关控制信号，将开关管Q1断开，控制电路PDC待机锁定，此时供电设备PSE供电回路断开，转由电源适配器供电。
在以太网供电系统中，电源适配器APD与控制电路PDC是不共地的。控制电路PDC中的检测模块APDD是浮地的电压检测模块，从而可以将以电源适配器地为参考的采样电压VS转化成以控制电路地为参考的开关控制信号。另外，在以太网供电系统中，控制电路PDC的静态电流很小，从而在供电设备PSE检测受电设备PD时不会影响特征电阻检测功能。
图3为在图2的以太网供电系统中使用的一种控制电路的示意性电路图。电压采样模块APDS包括彼此串联连接的电阻R1和R2，控制电路PDC包括检测模块APDD和开关管Q1。检测模块APDD从电阻R1和R2的中间节点获得检测信号Vs，并且根据检测信号Vs产生开关控制信号APD_EN。
检测模块APDD包括反相放大器101、反相器U1和逻辑电路APDC。反相放大器101包括依次串联在终端设备PDT的电源端VDD和供电设备PSE的负极端VSS之间的P型MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)M1、电阻R3和R4，以及与电阻R4并联连接的齐纳二极管D3。在齐纳二极管D3的两端产生第一电压信号VD3。反相器U1和逻辑电路APDC依次连接。反相器U1接收第一电压信号VD3，逻辑电路APDC的输出端则提供开关控制信号APD_EN。该检测模块APDD接收的检测信号Vs以终端设备PDT的地GND为参考。
开关控制信号VAPD_EN由下式决定：
其中，Vthp表示P型MOSFETM1的阈值电压。
当第一供电电压VAPD(以终端设备PDT的地GND)达到电源适配器APD的供电电压阈值时，检测模块PDC中的P型MOSFETM1导通，齐纳二极管D3两端的第一电压信号VD3由低变高，经反相器U1送至逻辑电路APDC，经逻辑转换后将开关控制信号APD_EN置1。控制电路PDC接收到APD_EN信号后将开关管Q1断开，进入待机状态，系统由供电设备PSE供电切换成电源适配器APD供电。
当第一供电电压VAPD欠压或断开时，检测模块PDC中的P型MOSFETM1处于断开状态，第一电压信号VD3由高变低，开关控制信号APD_EN置0。此时控制电路PDC导通开关管Q1，与供电设备PSE重新进行通信识别，恢复供电设备PSE供电。
该检测模块APDD接收以浮地端(即终端设备PDT的接地端GND)为参考的检测信号Vs，将检测信号Vs转换成以供电设备PSE的负极端VSS为参考的开关控制信号APD_EN，从而实现了浮地电压检测功能。在电源适配器欠压或断开时，该检测模块APDD不会产生额外的静态电流，对供电设备PSE供电过程不产生任何影响。
图4为在图2的以太网供电系统中使用的另一种控制电路的示意性电路图。电压采样模块APDS包括彼此串联连接的电阻R1和R2，控制电路PDC包括检测模块APDD和开关管Q1。检测模块APDD从电阻R1和R2的中间节点获得检测信号Vs，并且根据检测信号Vs产生开关控制信号APD_EN。
检测模块APDD包括反相放大器201、反相器U1和逻辑电路APDC。反相放大器201包括依次串联在终端设备PDT的电源端VDD和终端设备PDT的地GND之间的电阻R5和R6、N型MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)M2，以及与电阻R5并联连接的齐纳二极管D5，还包括依次串联在终端设备PDT的电源端VDD和供电设备PSE的负极端VSS之间的P型MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)M3、电阻R7和R8，以及与电阻R8并联连接的齐纳二极管D3。在齐纳二极管D6的两端产生第二电压信号VD6。反相器U1和逻辑电路APDC依次连接。反相器U1接收第二电压信号VD6，逻辑电路APDC的输出端则提供开关控制信号APD_EN。该检测模块APDD接收的检测信号Vs以终端设备PDT的地GND为参考。
开关控制信号VAPD_EN由下式决定：
其中，Vthn表示N型MOSFETM2的阈值电压。
当第一供电电压VAPD(以终端设备PDT的地GND)达到电源适配器APD的供电电压阈值时，检测模块PDC中的N型MOSFETM2导通，使得齐纳二极管D5导通。电阻R5两端的第三电压信号VD5由低变高。第三电压信号VD5达到齐纳二极管D5的反向击穿电压时，P型MOSFETM3导通。电阻R8两端的第二电压信号VD6由低变高，使得齐纳二极管D6导通。第二电压信号VD6经反相器U1送至逻辑电路APDC，经逻辑转换后将开关控制信号APD_EN置1。控制电路PDC接收到APD_EN信号后将开关管Q1断开，进入待机状态，系统由供电设备PSE供电切换成电源适配器APD供电。
当第一供电电压VAPD欠压或断开时，检测模块PDC中的N型MOSFETM2和P型MOSFETM3均处于断开状态，第二电压信号VD6由高变低，开关控制信号APD_EN置0。此时控制电路PDC导通开关管Q1，与供电设备PSE重新进行通信识别，恢复供电设备PSE供电。
该检测模块APDD接收以浮地端(即终端设备PDT的接地端GND)为参考的检测信号Vs，将检测信号Vs转换成以供电设备PSE的负极端VSS为参考的开关控制信号APD_EN，从而实现了浮地电压检测功能。在电源适配器欠压或断开时，该检测模块APDD不会产生额外的静态电流，对供电设备PSE供电过程不产生任何影响。
以上两个实例的控制电路在电源适配器欠压或断开时，检测模块PDC中的MOSFET均处于断开状态，不会产生额外的静态电流。因此对供电设备PSE供电过程中的检测过程不会产生影响，适合用于以太网供电系统。
综上所述，本专利提出了一种兼容电源适配器APD供电的以太网供电系统，当控制电路PDC检测到电源适配器电压满足供电需求时，将供电设备PSE供电切换为电源适配器APD供电，当电源适配器断开或欠压时返回供电设备PSE供电；保证供电设备PSE与电源适配器之间没有电流路径，不会出现电流回灌的现象。本发明还提供了两种不同形式的应用于以太网供电系统中的检测模块PDC，可以检测以电源适配器负极为参考的电源适配器电压，将其转化为以供电设备PSE负极为参考的开关控制信号，控制控制电路PDC对供电电源进行切换。该电路在电源适配器欠压或断开时不会产生额外的静态电流，对供电设备PSE供电过程不产生任何影响。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (19)
1.一种以太网供电系统，包括：
电源适配器，在所述电源适配器的正极端和负极端之间提供第一供电电压；
供电设备，在所述供电设备的正极端和负极端之间提供第二供电电压；
终端设备，分别与所述电源适配器和所述供电设备相连接，在所述终端设备的电源端和接地端之间接收所述第一供电压和所述第二供电电压之一作为电源电压；
控制电路，连接在所述供电设备和所述终端设备之间，用于在所述电源适配器满足供电需求时断开所述供电设备，在所述电源适配器断开或欠压时接入所述供电设备，
其中，所述控制电路包括检测模块和开关管，所述检测模块的输出端连接至所述开关管的控制端，用于将所述第一供电电压的检测信号转换为开关控制信号，从而控制所述开关管的导通和断开，
所述检测信号以所述第一供电电压的参考地作为参考地，所述开关控制信号以所述第二供电电压的参考地作为参考地。
2.根据权利要求1所述的以太网供电系统，还包括电压采样模块，所述电压采样模块连接在所述电源适配器的正极端和负极端之间，用于产生所述检测信号。
3.根据权利要求2所述的以太网供电系统，其中，所述电压采样模块为电阻分压网络，所述电阻分压网络包括串联连接的第一电阻和第二电阻。
4.根据权利要求1所述的以太网供电系统，还包括第一二极管，所述电源适配器的正极端经由所述第一二极管连接至所述终端设备的电源端，从而形成从所述电源适配器的正极端至所述终端设备的电源端的单向电流路径。
5.根据权利要求1所述的以太网供电系统，还包括第二二极管，所述供电设备的负极端经由所述第二二极管连接至所述终端设备的接地端，从而在所述开关管断开时形成从所述供电设备的负极端至所述终端设备的接地端的单向电流路径。
6.根据权利要求1所述的以太网供电系统，其中，所述开关管具有体二极管，所述供电设备的负极端经由所述体二极管连接至所述终端设备的接地端，从而在所述开关管断开时形成从所述供电设备的负极端至所述终端设备的接地端的单向电流路径。
7.根据权利要求1所述的以太网供电系统，还包括整流桥，所述整流桥的第一输入端和第二输入端分别连接所述供电设备的正极端和负极端，所述整流桥的第一输出端和第二输出端分别连接至所述终端设备的电源端和接地端。
8.根据权利要求1所述的以太网供电系统，其中，所述检测模块包括依次连接的反相放大器、反相器和逻辑电路，所述检测模块接收所述第一供电电压的检测信号，所述逻辑电路提供所述开关控制信号。
9.根据权利要求8所述的以太网供电系统，其中，所述反相放大器包括依次串联连接在所述终端设备的电源端和所述供电设备的负极端之间的第一晶体管、第三电阻和第四电阻，以及与所述第四电阻并联连接的第一齐纳二极管，
所述第一晶体管的控制端接收所述检测信号，所述第一齐纳二极管的两端获得第一电压信号，所述反相器和所述逻辑电路分别对所述第一电压信号进行反相和逻辑控制从而获得所述开关控制信号。
10.根据权利要求9所述的以太网供电系统，其中，所述第一晶体管为P型金属氧化物半导体场效应晶体管。
11.根据权利要求8所述的以太网供电系统，其中，所述反相放大器包括依次串联连接在所述终端设备的电源端和接地端之间的第五电阻、第六电阻和第二晶体管，以及依次串联连接在所述终端设备的电源端和所述供电设备的负极端之间的第三晶体管、第七电阻和第八电阻，以及与所述第五电阻并联连接的第二齐纳二极管、与所述第八电阻并联连接的第三齐纳二极管，
所述第二晶体管的控制端接收所述检测信号，所述第三晶体管的控制端连接至所述第五电阻和所述第六电阻的中间节点，
所述第三齐纳二极管的两端获得第一电压信号，所述反相器和所述逻辑电路分别对所述第一电压信号进行反相和逻辑控制从而获得所述开关控制信号。
12.根据权利要求11所述的以太网供电系统，其中，所述第二晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第三晶体管为P型金属氧化物半导体场效应晶体管。
13.一种以太网供电控制电路，连接在供电设备和终端设备之间，用于根据电源适配器的第一供电电压，接入或断开所述供电设备，所述供电设备提供第二供电电压，所述以太网供电控制电路包括：
检测模块；以及
开关管，
其中，所述检测模块的输出端连接至所述开关管的控制端，用于将所述第一供电电压的检测信号转换为开关控制信号，从而控制所述开关管的导通和断开，
所述检测信号以所述第一供电电压的参考地作为参考地，所述开关控制信号以所述第二供电电压的参考地作为参考地。
14.根据权利要求13所述的以太网供电控制电路，所述检测模块包括依次连接的反相放大器、反相器和逻辑电路，所述检测模块接收所述第一供电电压的检测信号，所述逻辑电路提供所述开关控制信号。
15.根据权利要求14所述的以太网供电控制电路，其中，所述反相放大器包括依次串联连接在所述终端设备的电源端和所述供电设备的负极端之间的第一晶体管、第三电阻和第四电阻，以及与所述第四电阻并联连接的第一齐纳二极管，
所述第一晶体管的控制端接收所述检测信号，所述第一齐纳二极管的两端获得第一电压信号，所述反相器和所述逻辑电路分别对所述第一电压信号进行反相和逻辑控制从而获得所述开关控制信号。
16.根据权利要求15所述的以太网供电控制电路，其中，所述第一晶体管为P型金属氧化物半导体场效应晶体管。
17.根据权利要求14所述的以太网供电控制电路，其中，所述反相放大器包括依次串联连接在所述终端设备的电源端和接地端之间的第五电阻、第六电阻和第二晶体管，以及依次串联连接在所述终端设备的电源端和所述供电设备的负极端之间的第三晶体管、第七电阻和第八电阻，以及与所述第五电阻并联连接的第二齐纳二极管、与所述第八电阻并联连接的第三齐纳二极管，
所述第二晶体管的控制端接收所述检测信号，所述第三晶体管的控制端连接至所述第五电阻和所述第六电阻的中间节点，
所述第三齐纳二极管的两端获得第一电压信号，所述反相器和所述逻辑电路分别对所述第一电压信号进行反相和逻辑控制从而获得所述开关控制信号。
18.根据权利要求17所述的以太网供电控制电路，其中，所述第二晶体管为N型金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第三晶体管为P型金属氧化物半导体场效应晶体管。
19.一种以太网供电控制方法，包括：
检测第一供电电压，以产生所述第一供电电压的检测信号；
将所述第一供电电压的检测信号转换为开关控制信号；以及
采用所述开关控制信号接入或断开第二供电电压，
其中，所述检测信号以所述第一供电电压的参考地作为参考地，所述开关控制信号以所述第二供电电压的参考地作为参考地。
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