專利名稱：實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)供電的以太網(wǎng)終端設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域，尤其是一種在以太網(wǎng)功能設(shè)備饋電和自帶電源供電之間選擇其中一種方式供電的終端設(shè)備。
背景技術(shù)：
以太網(wǎng)的交換機(jī)和集線器在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳送中都起著“樞紐”的作用。由于交換機(jī)或集線器通常只能實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)通信信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)，而不能對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行供電，因此需要給終端設(shè)備另外增加電源，從而存在增加成本和給網(wǎng)絡(luò)維護(hù)帶來(lái)不方便等缺陷。為了克服上述缺陷，IEEE(國(guó)際電子電器工程委托會(huì))提出了802.3AF規(guī)范，該規(guī)范中定義了在以太網(wǎng)環(huán)境下，用于交換機(jī)等功能設(shè)備與終端設(shè)備進(jìn)行通信的以太網(wǎng)雙絞線中8根線中4根用于傳輸數(shù)據(jù)，另外4根用于功能設(shè)備給終端設(shè)備提供工作電源。
基于該802.3AF規(guī)范，申請(qǐng)?zhí)枮?1131996.8的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)中公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)冗余供電的以太網(wǎng)集線器。上述以太網(wǎng)集線器包括以太網(wǎng)信號(hào)收發(fā)控制器、數(shù)據(jù)緩沖器、以太網(wǎng)幀轉(zhuǎn)發(fā)控制器、地址表、集線器接口、過(guò)載保護(hù)電路和冗余管理電路。過(guò)載保護(hù)電路的輸入端分別與外界電源連接，其輸出端接至冗余管理電路的輸入端，冗余管理電路的輸出端連接集線器接口的引腳4/5、7/8。接口的引腳1/2、3/6用來(lái)傳輸通信信號(hào)，另外兩對(duì)引腳4/5、7/8用來(lái)向終端設(shè)備提供工作電源，實(shí)現(xiàn)了功能設(shè)備通過(guò)一根網(wǎng)絡(luò)雙絞線同時(shí)向終端設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)和電力的效果。
但在實(shí)際運(yùn)用中，功能設(shè)備繁多，和功能設(shè)備相連的終端設(shè)備千差萬(wàn)別，因此無(wú)法保證功能設(shè)備給終端設(shè)備提供的電源符合終端設(shè)備使用，所以僅接受功能設(shè)備供電的終端設(shè)備存在很大的局限性。
終端設(shè)備以ADSL(不對(duì)稱數(shù)據(jù)用戶線)Modem(調(diào)制解調(diào)器)為例，說(shuō)明終端設(shè)備僅為一種供電方式的局限性。在寬帶接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，用戶接入寬帶網(wǎng)絡(luò)需要通過(guò)終端設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，而具體到XDSL(多樣數(shù)字用戶線)用戶中，必須通過(guò)ADSL Modem來(lái)接入。隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的日益發(fā)展，越來(lái)越多的功能設(shè)備(語(yǔ)音通過(guò)IP協(xié)議進(jìn)行傳送VOIP、機(jī)頂盒STB等)通過(guò)ADSL Modem接入寬帶網(wǎng)絡(luò)。而目前的ADSL Modem自帶電源，這不僅增加了成本和維護(hù)費(fèi)用，而且由于自帶電源的體積相對(duì)較大，從而給網(wǎng)絡(luò)布線、布局帶來(lái)限制，最重要的是在自帶電源不在位或異常以及損壞情況下，影響了ADSL Modem設(shè)備的安全性和可靠性。由于ADSL Modem和功能設(shè)備在市場(chǎng)上是獨(dú)立發(fā)售的，如果ADSL Modem的工作電壓僅為功能設(shè)備饋電的供電，而實(shí)際中并非所有的功能設(shè)備都設(shè)置了冗余供電，所以ADSL Modem只能和設(shè)置了冗余供電的功能設(shè)備一起使用，從而使得ADSL Modem存在很大局限性，而且，當(dāng)以太網(wǎng)功能設(shè)備饋電發(fā)生異?；蚓€路損壞等情況，影響ADSL Modem的安全性和可靠性。因此，僅提供一種供電方式的終端設(shè)備的適用范圍存在局限性和安全性不高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型解決的問(wèn)題是提供一種用戶可根據(jù)實(shí)際情況在自帶電源供電和以太網(wǎng)饋電中選擇一種作為終端設(shè)備的工作電壓的以太網(wǎng)終端設(shè)備，以提高以太網(wǎng)終端設(shè)備的適用范圍和方便用戶使用。
相應(yīng)地，本實(shí)用新型提供一種實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)供電的以太網(wǎng)終端設(shè)備，包括通過(guò)以太網(wǎng)雙絞線和以太網(wǎng)功能設(shè)備連接的終端設(shè)備接口，所述終端設(shè)備接口包括四個(gè)接收功能設(shè)備饋電的引腳4/5、7/8；電源切換裝置，包括第一輸入端口、用于連接電源的第二輸入端口和輸出端口，所述第一輸入端口連接所述終端設(shè)備接口的引腳4/5、7/8，所述輸出端口連接以太網(wǎng)終端設(shè)備的工作芯片，在所述第一輸入端口和所述第二輸入端口輸入的電源信號(hào)中選擇一種電壓作為終端設(shè)備的工作電壓輸出。
其中，所述電源切換裝置還包括二極管D1、D2、D3、D4和選擇元件M1、M2，二極管D1的陽(yáng)極連接所述第一輸入端口，其陰極連接二極管D2的陽(yáng)極，二極管D3的陽(yáng)極連接所述第二輸入端口，其陰極連接二極管D4的陽(yáng)極，所述二極管D2、D4的陰極連接所述輸出端口，選擇元件M1、M2分別并接在二極管D2、D4的兩端。所述選擇元件包括短路電阻。所述選擇元件包括開(kāi)關(guān)。
其中，所述電源切換裝置包括NPN型三極管Q1、Q2、MOS管和電阻R2，三極管Q2的基極連接第一輸入端口，發(fā)射極接地，集電極連接三極管Q1的基極，三極管Q1的發(fā)射極接地，基極還連接所述第二輸入端口，電阻R2串接所述三極管Q2的集電極和MOS管的柵極，所述MOS管的源極連接第二輸入端口，漏極和所述第一輸入端口連接輸出端口。
其中，所述電源切換裝置包括NPN型三極管Q1、Q2、MOS管和電阻R2，三極管Q2的基極連接第二輸入端口，發(fā)射極接地，集電極連接三極管Q1的基極，三極管Q1的發(fā)射極接地，基極還連接所述第一輸入端口，電阻R2串接所述三極管Q2的集電極和MOS管的柵極，所述MOS管的源極連接第一輸入端口，漏極和所述第二輸入端口連接輸出端口。
所述電源切換裝置還包括電阻R3、電容C1，所述電阻R3和電容C1分別并接在三極管Q2的基極和發(fā)射極。所述電源切換裝置還包括電阻R1，電阻R1并接在MOS管的源極和三極管Q1的集電極。
所述以太網(wǎng)終端設(shè)備包括ADSL Modem。
所述功能設(shè)備包括STB或VoIP。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的以太網(wǎng)終端設(shè)備包括電源切換裝置，它包括第一輸入端口和第二輸入端口，第一輸入端口連接終端設(shè)備接口中用于傳輸以太網(wǎng)電壓信號(hào)的引腳4/5、7/8，而第二輸入端口可以和自帶電源連接，用于接收電源供電的電壓，電源切換裝置可根據(jù)具體情況選擇其中一個(gè)電壓信號(hào)作為以太網(wǎng)終端設(shè)備的工作芯片的工作電壓，提高以太網(wǎng)終端設(shè)備的適用范圍和方便用戶使用。


圖1是本實(shí)用新型以太網(wǎng)終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是STB通過(guò)以太網(wǎng)雙絞線向ADSL Modem供電的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是電源切換裝置的第一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)的電路圖。
圖4是電源切換裝置的第二個(gè)具體實(shí)現(xiàn)的電路圖。
圖5是電源切換裝置的第三個(gè)具體實(shí)現(xiàn)的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖具體介紹本實(shí)用新型。
請(qǐng)參閱圖1，為本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)供電的以太網(wǎng)終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。該以太網(wǎng)終端設(shè)備1包括終端設(shè)備接口11、電源切換裝置12和工作芯片13。其中終端設(shè)備接口11，它通過(guò)以太網(wǎng)雙絞線和以太網(wǎng)功能設(shè)備進(jìn)行連接，該終端設(shè)備接口11符合IEEE的802.3AF規(guī)范，包括8個(gè)引腳，其中4個(gè)引腳用于傳輸數(shù)據(jù)，另四個(gè)引腳用于接收以太網(wǎng)的功能設(shè)備通過(guò)以太網(wǎng)雙絞線的饋電。在本實(shí)用新型中終端設(shè)備接口11的引腳1/3、2/6用于傳輸數(shù)據(jù)，4/5、7/8用于傳輸電壓信號(hào)。
電源切換裝置12，包括第一輸入端口12a、用于接收自帶電源的電壓的第二輸入端口12b和輸出端口12c。第一輸入端口12a連接終端設(shè)備接口11的引腳4/5、7/8，用于接收以太網(wǎng)功能設(shè)備的饋電。輸出端口12c連接以太網(wǎng)終端設(shè)備1的工作芯片13。電源切換裝置12主要用于在第一輸入端口12a和第二輸入端口12b輸入的電壓信號(hào)中選擇其一種電壓信號(hào)作為終端設(shè)備的工作電壓，通過(guò)輸出端口輸出，以使終端設(shè)備1正常供電。
以太網(wǎng)終端設(shè)備為ADSL Modem為例，簡(jiǎn)單說(shuō)明功能設(shè)備(機(jī)頂盒STB)2如何給ADSL Modem供電。請(qǐng)參閱圖2，機(jī)頂盒2是通過(guò)STB外置電源24給STB內(nèi)部電子芯片21正常供電，STB接口23通過(guò)雙絞線和ADSLModem接口連接。該STB接口23符合IEEE的802.3AF規(guī)范，包括8個(gè)引腳，其中4個(gè)引腳用于傳輸數(shù)據(jù)，另四個(gè)引腳用于提供電壓。在本實(shí)用新型中STB接口23的引腳1/3、2/6用于傳輸數(shù)據(jù)，引腳4/5、7/8用于傳輸電壓信號(hào)。STB外置電源24通過(guò)選擇元件22連接STB接口2的引腳4/5、7/8。
該選擇元件22可以為開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)關(guān)時(shí)，STB外置電源24給STB接口2的引腳4/5、7/8提供電壓，該電壓信號(hào)通過(guò)以太網(wǎng)雙絞線給ADSL Modem饋電。當(dāng)開(kāi)關(guān)開(kāi)時(shí)，引腳4/5、7/8無(wú)法接收電壓信號(hào)，STB也無(wú)法給ADSLModem供電。該選擇元件22還可是短路電阻，焊接短路電阻使其阻值為0，同樣達(dá)到打開(kāi)STB給ADSL Modem供電的目的。該選擇元件22用于選擇STB是否向以太網(wǎng)雙絞線饋電。
STB和ADSL Modem的距離通常在20m以內(nèi)，因此雙絞線上傳輸電力的損耗很小。如果考慮到電力在線路傳輸?shù)膿p耗，也可增加STB提供的電壓。
電源切換裝置12完成兩個(gè)輸入電壓間切換功能，能實(shí)現(xiàn)該功能的電路很多，以下就具體舉例說(shuō)明電源切換裝置12，但本實(shí)用新型并非局限于以下的幾個(gè)具體電路圖。
請(qǐng)參閱圖3，為電源切換裝置12的第一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)的電路圖。電源切換裝置12還包括二極管D1、D2、D3、D4和短路電阻R1、R2，二極管D1的陽(yáng)極連接第一輸入端口12a，陰極連接二極管D2的陽(yáng)極，二極管D3的陽(yáng)極連接第二輸入端口12b，陰極連接二極管D4的陽(yáng)極，二極管D2、D4的陰極連接輸出端口12c，短路電阻R1、R2分別并接在二極管D2、D4的兩端。
該電路的實(shí)質(zhì)是改變第一輸入端口12a和第二輸入端口12b輸入的電壓的壓降來(lái)達(dá)到切換的目的。假設(shè)二極管的導(dǎo)通電壓是1V，如果主用電源是以太網(wǎng)饋電，ADSL備用電源是ADSL本地電源，則焊接短路電阻R1不焊接短路電阻R2，這樣就造成了以太網(wǎng)饋電路徑上只剩下一個(gè)二極管，而ADSL本地電源上剩下2個(gè)二極管，ADSL本地電源上的二極管由于導(dǎo)通電壓是以太網(wǎng)上二極管導(dǎo)通電壓的2倍，故如果此時(shí)以太網(wǎng)饋電和ADSL本地電源都存在，則以太網(wǎng)饋電路徑上的二極管導(dǎo)通，ADSL Modem本地電源上的二極管不導(dǎo)通，達(dá)到優(yōu)選的目的。如果優(yōu)選ADSL本地電源，則焊接短路電阻R2。
當(dāng)然，在只用一個(gè)電源存在時(shí)就肯定是使用當(dāng)前存在的電源。
不僅局限于短路電阻R1、R2，選擇元件也可使用開(kāi)關(guān)。
請(qǐng)參閱圖4，為本實(shí)用新型的電源切換裝置的第二個(gè)具體實(shí)現(xiàn)的電路圖。電源切換裝置包括NPN型三極管Q1、Q2、MOS管、電阻R1、R2、R3、R4、R5和電容C1。三極管Q2的基極連接第一輸入端12a，發(fā)射極接地，集電極連接三極管Q1的基極，三極管Q1的發(fā)射極接地，基極還連接第二輸入端口12b，電阻R2串接三極管Q2的集電極和MOS管的柵極，MOS管的源極連接第二輸入端口12b，漏極和第一輸入端口12a連接輸出端口12c。電阻R3和電容C1分別并接在三極管Q2的基極和發(fā)射極。電阻R1并接在MOS管的源極和三極管Q1的集電極。。第一輸入端口12a和第二輸入端口12b分別通過(guò)限流電阻R5、R4連接三極管Q2的集電極和基極。
第一輸入端口12a輸入的以太網(wǎng)饋電是主用電源，而第二輸入端口12b輸入的ADSL Modem本地電源為備用電源。
請(qǐng)參閱圖5，為本實(shí)用新型的電源切換裝置的第三個(gè)具體實(shí)現(xiàn)的電路圖。該電路與上述第二個(gè)實(shí)施例基本相同。電源切換裝置包括NPN型三極管Q1、Q2、MOS管、電阻R1、R2、R3、R4、R5和電容C1。三極管Q2的基極連接第二輸入端口12b，發(fā)射極接地，集電極連接三極管Q1的基極，三極管Q1的發(fā)射極接地，基極還連接第一輸入端口12a，電阻R2串接三極管Q1的集電極和MOS管的柵極，所述MOS管的源極連接第一端口輸入端口12a，漏極和第二輸入端口12b連接輸出端口12c。電阻R3和電容C1分別并接在三極管Q2的基極和發(fā)射極。電阻R1連接在MOS管的源極和三極管Q1的集電極。第一輸入端口12a和第二輸入端口12b分別通過(guò)限流電阻R4、R5連接三極管Q2的集電極和基極。
該電路中第一輸入端口12a輸入的以太網(wǎng)饋電是備用電源，而第二輸入端口12b輸入的ADSL Modem本地電源為主用電源。
當(dāng)主用電源存在時(shí)，輸出端口12c直接輸出主用電源的電壓，以供應(yīng)Modem電工作芯片的正常工作。
當(dāng)只有備用電源存在時(shí)，則Q2不導(dǎo)通，Q1導(dǎo)通。電阻R3的作用是在主用電源不存在時(shí)給Q2一個(gè)固定低電平以防止其誤導(dǎo)通，C1的作用時(shí)防止脈沖干擾。由于Q2不導(dǎo)通，Q1導(dǎo)通，使R2上有對(duì)地電流，故MOS管導(dǎo)通，MOS管一旦導(dǎo)通，則備用電源就經(jīng)過(guò)MOS管輸出。而R1是在Q1沒(méi)有導(dǎo)通時(shí)給MOS管的柵極提供一個(gè)固定的初始電平。
當(dāng)主用電源和備用電源都存在時(shí)，首先Q2導(dǎo)通，由于Q2導(dǎo)通，使得盡管電阻R4上有電流，但是由于此時(shí)三極管Q2的集電極和發(fā)射極間壓降很小，不能達(dá)到Q1基極的導(dǎo)通電壓，從而使得盡管備用電源存在，Q1也不會(huì)導(dǎo)通。由于Q1不導(dǎo)通，則MOS管也不會(huì)導(dǎo)通，故備用電源不會(huì)輸出，此時(shí)主用電源在輸出。
以上公開(kāi)的僅為本實(shí)用新型的幾個(gè)具體實(shí)施例，但本實(shí)用新型并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變動(dòng)都應(yīng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)供電的以太網(wǎng)終端設(shè)備，其特征在于，包括通過(guò)以太網(wǎng)雙絞線和以太網(wǎng)功能設(shè)備連接的終端設(shè)備接口，所述終端設(shè)備接口包括四個(gè)接收功能設(shè)備饋電的引腳4/5、7/8；電源切換裝置，包括第一輸入端口、用于連接電源的第二輸入端口和輸出端口，所述第一輸入端口連接所述終端設(shè)備接口的引腳4/5、7/8，所述輸出端口連接以太網(wǎng)終端設(shè)備的工作芯片，在所述第一輸入端口和所述第二輸入端口輸入的電源信號(hào)中選擇一種電壓作為終端設(shè)備的工作電壓輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)供電的以太網(wǎng)終端設(shè)備，其特征在于，所述電源切換裝置還包括二極管D1、D2、D3、D4和選擇元件M1、M2，二極管D1的陽(yáng)極連接所述第一輸入端口，其陰極連接二極管D2的陽(yáng)極，二極管D3的陽(yáng)極連接所述第二輸入端口，其陰極連接二極管D4的陽(yáng)極，所述二極管D2、D4的陰極連接所述輸出端口，選擇元件M1、M2分別并接在二極管D2、D4的兩端。
3.如權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)供電的以太網(wǎng)終端設(shè)備，其特征在于，所述選擇元件包括短路電阻。
4.如權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)供電的以太網(wǎng)終端設(shè)備，其特征在于，所述選擇元件包括開(kāi)關(guān)。
5.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)供電的以太網(wǎng)終端設(shè)備，其特征在于，所述電源切換裝置包括NPN型三極管Q1、Q2、MOS管和電阻R2，三極管Q2的基極連接第一輸入端口，發(fā)射極接地，集電極連接三極管Q1的基極，三極管Q1的發(fā)射極接地，基極還連接所述第二輸入端口，電阻R2串接所述三極管Q2的集電極和MOS管的柵極，所述MOS管的源極連接第二輸入端口，漏極和所述第一輸入端口連接輸出端口。
6.如權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)供電的以太網(wǎng)終端設(shè)備，其特征在于，所述電源切換裝置包括NPN型三極管Q1、Q2、MOS管和電阻R2，三極管Q2的基極連接第二輸入端口，發(fā)射極接地，集電極連接三極管Q1的基極，三極管Q1的發(fā)射極接地，基極還連接所述第一輸入端口，電阻R2串接所述三極管Q2的集電極和MOS管的柵極，所述MOS管的源極連接第一輸入端口，漏極和所述第二輸入端口連接輸出端口。
7.如權(quán)利要求5或6所述的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)供電的以太網(wǎng)終端設(shè)備，其特征在于，所述電源切換裝置還包括電阻R3、電容C1，所述電阻R3和電容C1分別并接在三極管Q2的基極和發(fā)射極。
8.如權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)供電的以太網(wǎng)終端設(shè)備，其特征在于，所述電源切換裝置還包括電阻R1，電阻R1并接在MOS管的源極和三極管Q1的集電極。
9.如權(quán)利要求1至6或8中任何一項(xiàng)所述的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)供電的以太網(wǎng)終端設(shè)備，其特征在于，所述以太網(wǎng)終端設(shè)備包括ADSL Modem。
10.如權(quán)利要求9所述的實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)供電的以太網(wǎng)終端設(shè)備，其特征在于，所述功能設(shè)備包括STB或VoIP。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)供電的以太網(wǎng)終端設(shè)備，包括通過(guò)以太網(wǎng)雙絞線和以太網(wǎng)功能設(shè)備連接的終端設(shè)備接口，終端設(shè)備接口包括四個(gè)接收功能設(shè)備饋電的引腳4/5、7/8；電源切換裝置，包括第一輸入端口、用于連接電源的第二輸入端口和輸出端口，第一輸入端口連接終端設(shè)備接口的引腳4/5、7/8，輸出端口連接以太網(wǎng)終端設(shè)備的工作芯片，電源切換裝置可根據(jù)具體情況在第一輸入端口和第二輸入端口輸入的電源信號(hào)選擇其中一個(gè)作為以太網(wǎng)終端設(shè)備的工作芯片的工作電壓，提高以太網(wǎng)終端設(shè)備的適用范圍和方便用戶使用。
文檔編號(hào)H04L12/10GK2687968SQ20042000670
公開(kāi)日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月10日
發(fā)明者陳傳寧, 王洪新, 黃浩 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司