本发明提供一种保护电路，用于一个以太网用电设备。该以太网用电设备同时接入一个本地电源及一个以太网供电设备，且以该本地电源为主电源以该以太网供电设备为后备电源。该保护电路包括一个用于在该本地电源正常供电期间持续汲取该以太网供电设备10mA以上的电流的恒流源，以将该以太网供电设备维持在正常供电模式。如此，该本地电源中断瞬间，该以太网供电设备可立即向该以太网用电设备供电，避免该本地电源中断瞬间通讯中断。
1.一种以太网用电设备，其包括一个第一转换电路、一个第一二极管及一个第二二极管；该第一转换电路包括一个第一输入端，用于将由该第一输入端输入的电压转换为该以太网用电设备的额定工作电压；该第一二极管的正极与一个本地电源连接，其负极与该第一输入端连接；该第二二极管的正极与一个以太网供电设备连接，其负极与该第一输入端连接；该本地电源向该第一二极管提供的电压高于该以太网供电设备向该第二二极管提供的电压；其特征在于：该以太网用电设备还包括一个用于在该本地电源正常供电期间持续汲取该以太网供电设备10mA以上的电流的恒流源。
2.如权利要求1所述的以太网用电设备，其特征在于：该以太网用电设备还包括一个电源开关控制电路及一个电源开关；该电源开关控制电路包括一个与该本地电源连接的电源端及一个控制端，用于在该电源端得到该本地电源的高电平输入时由该控制端输出一个闭合控制信号而在该本地电源中断使得该电源端得到低电平输入时由该控制端输出一个断开控制信号；该电源开关包括两个分别与该以太网供电设备及该恒流源连接的连接端及一个与该控制端连接的受控制端；该两个连接端在该受控制端获得该闭合控制信号时连通，在该受控制端获得该断开控制信号时断开；该恒流源包括一个第六电阻，一个第四NPN三极管，一个第五NPN三极管及一个第七电阻；该电源开关的一个连接端与该第四NPN三极管的集电极连接，同时通过该第六电阻与该第四NPN三极管的基极及该第五NPN三极管的集电极连接；该第四NPN三极管的发射极与第五NPN三极管的基极连接后通过该第七电阻接地；该第五NPN三极管的发射极接地。
3.如权利要求1的以以太网用电设备，其特征在于：该以太网用电设备还包括一个电源开关控制电路及一个电源开关；该电源开关控制电路包括一个与该本地电源连接的电源端及一个控制端，用于在该电源端得到该本地电源的高电平输入时由该控制端输出一个闭合控制信号而在该本地电源中断使得该电源端得到低电平输入时由该控制端输出一个断开控制信号；该电源开关包括两个分别与该以太网供电设备及该恒流源连接的连接端及一个与该控制端连接的受控制端；该两个连接端在该受控制端获得该闭合控制信号时连通，在该受控制端获得该断开控制信号时断开。
4.如权利要求3的以太网用电设备，其特征在于：该电源开关控制电路包括一个稳压芯片及两个旁路电容；该稳压芯片包括一个作为该电源端与该本地电源连接的输入端、一个作为该控制端与该受控制端连接的输出端及一个接地的接地端；该输入端与该输出端分别通过一个旁路电容接地。
5.如权利要求3所述的以太网用电设备，其特征在于：该电源开关包括一个第一NPN三极管，一个第三电阻，一个第四电阻，一个旁路电容，一个第二NPN三极管，一个第五电阻及一个第三NPN三极管；该第一NPN三极管的基极作为该受控制端与该控制端连接，其集电极通过该第三电阻与该以太网供电设备连接，其发射极接地；该第一NPN三极管的集电极经该第四电阻与该第二NPN三极管的基极连接，而该第二NPN三极管的基极同时经该旁路电容接地；该第二NPN三极管的集电极与该第三NPN三极管的基极连接，其发射极接地；该第三NPN三极管的集电极作为一个连接端与该以太网供电设备连接，其发射极作为另一个连接端与该恒流源连接。
保护电路及以太网用电设备
技术领域
[0001] 本发明涉及以太网供电(Power over Ethernet，PoE)系统，尤其涉及一种用于以太网供电系统的保护电路及具有该保护电路的以太网用电设备。
背景技术
[0002] 一般地，以太网交换机、路由器、集线器等以太网用电设备(Power Device，PD)可直接接入本地电源以获得稳定、持续的供电。然而，一般地，为防止本地电源中断导致通讯中断，还可以同时采用PoE技术为PD供电。
[0003] PoE技术是一项具有广阔实用前景的技术，其以电气和电子工程师协会(Institute ofElectrical and Electronics Engineers，IEEE)提出的IEEE 802.3af标准为基础，允许供电设备(Power Sourcing Equipment，PSE)通过同一根以太网电缆同时向PD传送数据并直接供电。具体地，PSE包括有蓄电池等后备电源、以太网交换器(Ethernet Switch)及PoE集线器(Hub)。如此，若本地电源中断，蓄电池可依次通过以太网交换器及PoE集线器为PD供电。
[0004] 具体地，当PD同时接入本地电源及PSE时，若在本地电源正常供电时，选用PSE或同时选用PSE及本地电源为PD供电，则PSE容易耗尽，需定时给PSE的后备电源充电。否则，PSE可能无法在本地电源中断时，作为备用电源为PD供电。因此，PoE系统一般会自动选择本地电源为主电源，并切断PSE的后备电源的负载，使得PSE进入空闲模式(Idle State)。依据IEEE802.3af标准，在空闲模式下，PSE每隔至少2秒钟会通过检查负载的特征电阻来确定是否存在有效的PD。若侦测到有效的PD，PSE将对PD的功率进行分级。成功侦测及分级后，PSE才会进入正常供电模式。实际操作时，PSE需经过至少3.8秒钟才能由空闲模式进入正常供电模式。因此，在本地电源中断的瞬间，PD将关闭并重新启动，导致通讯中断。
发明内容
[0005] 有鉴于此，有必要提供一种可防止本地电源中断的瞬间通讯中断的保护电路。
[0006] 一种保护电路，用于以太网用电设备，该以太网用电设备包括一个第一转换电路、一个第一二极管及一个第二二极管。该第一转换电路包括一个第一输入端，用于将由该第一输入端输入的电压转换为该以太网用电设备的额定工作电压。该第一二极管的正极与一个本地电源连接，其负极与该第一输入端连接。该第二二极管的正极与一个以太网供电设备连接，其负极与该第一输入端连接。该本地电源向该第一二极管提供的电压高于该以太网供电设备向该第二二极管提供的电压。该保护电路包括一个用于在该本地电源正常供电期间持续汲取该以太网供电设备10mA以上的电流的恒流源。
[0007] 另外，本发明还提供一种以太网用电设备。
[0008] 一种以太网用电设备，其包括一个第一转换电路、一个第一二极管及一个第二二极管。该第一转换电路包括一个第一输入端，用于将由该第一输入端输入的电压转换为该以太网用电设备的额定工作电压。该第一二极管的正极与一个本地电源连接，其负极与该第一输入端连接。该第二二极管的正极与一个以太网供电设备连接，其负极与该第一输入端连接。该本地电源向该第一二极管提供的电压高于该以太网供电设备向该第二二极管提供的电压。其特征在于：该以太网用电设备还包括一个用于在该本地电源正常供电期间持续汲取该以太网供电设备10mA以上的电流的恒流源。
[0009] 在该本地电源正常供电时，由于该本地电源向该第一二极管提供的电压高于该以太网供电设备向该第二二极管提供的电压，该第一二极管正向偏置，该第二二极管反向偏置，该本地电源与该第一输入端之间的通路连通，而该第二输出端与该第一输入端之间的通路断开，该以太网用电设备汲取该本地电源的电能而无法汲取该以太网供电设备的电能。同时，该恒流源持续汲取该以太网供电设备10mA以上的电流，而根据IEEE 802.3af标准，只要该以太网供电设备侦测到流向该以太网用电设备的电流大于10mA，该以太网供电设备将维持在正常供电模式。如此，该本地电源中断瞬间，该以太网供电设备可立即向该以太网用电设备供电，避免该本地电源中断瞬间通讯中断。
附图说明
[0010] 图1为本发明较佳实施方式的以太网用电设备应用于以太网供电系统的电路框图。
[0011] 图2为本发明较佳实施方式的保护电路的一种电路示意图。
具体实施方式
[0012] 请参阅图1，本发明较佳实施方式的PoE系统100包括一个PSE 10，一个本地电源20及一个PD 30。PD 30包括一个第一转换电路310、一个第一二极管D1、一个第二转换电路320、一个第二二极管D2、一个电源开关控制电路330、一个电源开关340及一个恒流源(currentsink)350。
[0013] 第一转换电路310包括一个第一输入端312及一个第一输出端314，用于将由第一输入端312输入的电压转换为PD 30的额定工作电压Vr并由第一输出端314输出以给PD30本身供电。第一二极管D1的正极与本地电源20连接，其负极与第一输入端312连接。
本地电源20用于向第一二极管D1的正极提供一个具有第一输入电压Vin1的功率。
[0014] 第二转换电路320包括一个第二输入端322及一个第二输出端324，用于将由第二输入端322输入的电压转换为一个第二输入电压Vin2并由第二输出端324输出。第二输入端322与PSE10连接，PSE 10用于向第一输入端312提供一个具有预定电压Vp的功率输入。具体地，PSE10通过媒体依赖接口(Media Dependent Interface，MDI)及RJ45连接器向第二转换电路320供电。第二二极管D2的正极P2与第二输出端324连接，负极N2与第一输入端312连接。
[0015] 第一输入电压Vin1大于第二输入电压Vin2。如此，当本地电源20正常供电时，第一二极管D1正向偏置，第二二极管D2反向偏置，本地电源20与第一输入端312之间的通路连通，而第二输出端324与第一输入端312之间的通路断开，PD 30汲取本地电源20的电能而无法汲取PSE 10的电能。本实施方式中，PD 30的额定工作电压Vr为3.3V，第一输入电压Vin1为12V，第二输入电压Vin2为10V，预定电压Vp为48V。
[0016] 电源开关控制电路330包括一个与本地电源20连接的电源端332及一个控制端334，用于在电源端332获得高电平输入时由控制端334输出一个闭合控制信号及在电源端
332获得低电平输入时由控制端334输出一个断开控制信号。
[0017] 电源开关340包括两个连接端342及一个受控制端344。两个连接端342分别与第二输出端324及恒流源350连接，受控制端344与控制端334连接。电源开关340用于在受控制端344接收到控制端334的闭合控制信号时连接两个连接端342，以使恒流源350汲取PSE 10的电能；而在受控制端344接收到控制端334的断开控制信号时断开两个连接端342，以使恒流源350无法汲取PSE 10的电能。
[0018] 根据IEEE 802.3af标准，为将PSE 10维持在正常供电模式，PD 30应放出维持功耗信号(Maintain Power Signature，MPS)。流经PD 30的直流电源大于10mA可以作为MPS。因此，只要设置恒流源350，使其流入电流大于10mA，PSE 10便可一直处于正常供电模式。
[0019] 如此，本地电源20中断的瞬间，第一二极管D1变成反向偏置，第二二极管D2变成正向偏置，本地电源20与第一输入端312之间的通路瞬间断开，而第二输出端324与第一输入端312之间的通路瞬间连通，PSE 10可立即向PD 30供电，避免本地电源20中断瞬间通讯中断。
[0020] 为降低PSE 10的功耗，应设置恒流源350，使其流入电流尽可能小。本实施方式采用的恒流源350的流入电流略大于10mA。
[0021] 另外，本地电源20中断后，电源开关控制电路330的电源端332获得低电平输入，电源开关340的两个连接端342断开，恒流源350不再汲取PSE 10的电能，也可降低PSE10的功耗。当然，为降低电路的复杂度及制造成本，在其他实施方式中，也可以不采用电源开关控制电路330及电源开关340，仅采用恒流源350，且恒流源350直接与第二输出端324连接。
[0022] 请参阅图2，本发明较佳实施方式的电源开关控制电路330包括一个稳压芯片U(如78D05L)。稳压芯片U包括一个与本地电源20连接的输入端Vin(即输入为Vin1)、一个输出端Vout及一个接地端GND，稳压芯片U的输入端Vin构成电源开关控制电路330的电源端332，输出端Vout构成电源开关控制电路330的控制端334。稳压芯片U用于将由输入端Vin输入的第一输入电压Vin1转换为使能信号Vsw并由输出端Vout输出。本实施方式中，使能信号Vsw为高电平(如5V)时为闭合控制信号，使能信号Vsw为低电平(0V)时为断开控制信号。具体地，电源开关控制电路330还可包括两个旁路电容C。稳压芯片U的输入端Vin及输出端Vout均分别通过一个旁路电容C接地，用于滤波。
[0023] 电源开关340包括一个第一NPN三极管Q1，一个第三电阻R3，一个第四电阻R4，一个旁路电容C，一个第二NPN三极管Q2，一个第五电阻R5及一个第三NPN三极管Q3。其中，第一NPN三极管Q1的基极作为电源开关340的受控制端344与稳压芯片U的输出端Vout连接，其集电极通过第三电阻R3连接至PSE 10(即输入为Vin2)，其发射极接地。第一NPN三极管Q1的集电极经第四电阻R4与第二NPN三极管Q2的基极连接，而第二NPN三极管Q2的基极同时经旁路电容C接地。第二NPN三极管Q2的集电极与第三NPN三极管Q3的基极连接，其发射极接地。第三NPN三极管Q3的集电极作为电源开关340的一个连接端342与PSE 10连接(即输入为Vin2)，其发射极作为电源开关340的另一个连接端342与恒流源350连接。如此，当使能信号Vsw为高电平(闭合控制信号)时，第一NPN三极管Q1导通，第二NPN三极管Q2截至，第三NPN三极管Q3导通，电源开关340的两个连接端342连通。
当使能信号Vsw为低电平(断开控制信号)时，电源开关340的第一NPN三极管Q1截止，第二NPN三极管Q2导通，第三NPN三极管Q3截止，电源开关340的两个连接端342断开。
[0024] 恒流源350为一个电流负反馈电路，其包括一个第六电阻R6，一个第四NPN三极管Q4，一个第五NPN三极管Q5及一个第七电阻R7。电源开关340的一个连接端342与第四NPN三极管Q4的集电极连接，同时通过第六电阻R6与第四NPN三极管Q4的基极及第五NPN三极管Q5的集电极连接。第四NPN三极管Q4的发射极与第五NPN三极管Q5的基极连接后通过第七电阻R7接地。第五NPN三极管Q5的发射极接地。如此，当流经第七电阻R7的电流增大时，第五NPN三极管Q5的基极电压增大，在第五NPN三极管Q5的电流放大作用下，流经第六电阻R6的电流增大，使得第四NPN三极管Q4的基极电压变小，流经第四NPN三极管Q4基极的电流变小，在第四NPN三极管Q4的放大作用下，流经第四NPN三极管Q4集电极的电流减小，也就减小了流经第七电阻R7的电流。当流经第七电阻R7的电流增大时，情况刚好相反。即流经第七电阻R7的电流被稳定。
[0025] 本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。
