本申請(qǐng)涉及網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)和供電系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種網(wǎng)線供電通道的保護(hù)電路模塊、供電通道、設(shè)備及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著安防監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)門(mén)鈴、對(duì)講機(jī)、網(wǎng)絡(luò)攝像頭等終端設(shè)備在生活中已經(jīng)非常普及。而隨之而來(lái)出現(xiàn)的問(wèn)題是:各種終端設(shè)備的分布式供電加大了安防監(jiān)控系統(tǒng)部署的難度。并且增加了系統(tǒng)部署的施工成本、增大了系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)管理的難度；并且系統(tǒng)的安全系數(shù)降低，現(xiàn)有的網(wǎng)線供電設(shè)備的保護(hù)電路并不齊全，采用8端口的網(wǎng)線供電設(shè)備，電源短路和數(shù)據(jù)線短路保護(hù)均沒(méi)有設(shè)計(jì)。

工程施工中，網(wǎng)絡(luò)接口的水晶頭需要在現(xiàn)場(chǎng)壓制，從而使8根網(wǎng)線連通在一起；對(duì)于使用8端口網(wǎng)線供電的網(wǎng)線供電設(shè)備，若沒(méi)有電源和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的短路保護(hù)，極易造成燒毀電源線、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線的PCB銅箔和網(wǎng)線，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)，使工程施工存在安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)?zhí)峁┚W(wǎng)線供電通道的保護(hù)電路模塊、供電通道、設(shè)備及系統(tǒng)，可以防止網(wǎng)絡(luò)線短路。

根據(jù)本申請(qǐng)的第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N網(wǎng)線供電通道的保護(hù)電路模塊，包括：通訊線ESD保護(hù)電路、通訊線路短路保護(hù)電路、電源上電順序控制電路以及電路短路保護(hù)電路；所述通訊線路短路保護(hù)電路與所述通訊線ESD保護(hù)電路連接，所述通訊線ESD保護(hù)電路(1-3)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線與網(wǎng)絡(luò)接口模塊連接；所述電源上電順序控制電路的輸入端與供電設(shè)備的電源模塊連接，輸出端與所述電源短路保護(hù)電路的輸入端連接，所述電源短路保護(hù)電路的輸出端通過(guò)電源線與供電設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口模塊連接。

根據(jù)本申請(qǐng)的第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N供電通道，包括如上述的網(wǎng)線供電通道的保護(hù)電路模塊。

根據(jù)本申請(qǐng)的第三方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N供電設(shè)備，包括如上所述的供電通道，以及，模塊電源；所述模塊電源與所述供電通道的所述電源上電和順序控制電路連接。

根據(jù)本申請(qǐng)的第四方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N供電系統(tǒng)，包括：如上所述的供電設(shè)備以及受電設(shè)備。

本申請(qǐng)的網(wǎng)線供電通道的保護(hù)電路模塊、供電通道、設(shè)備及系統(tǒng)，包括：通訊線ESD保護(hù)電路、通訊線路短路保護(hù)電路、電源上電順序控制電路以及電路短路保護(hù)電路；通訊線路短路保護(hù)電路與通訊線ESD保護(hù)電路連接，通訊線ESD保護(hù)電路通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線與網(wǎng)絡(luò)接口模塊連接。電源上電順序控制電路的輸入端與供電設(shè)備的電源模塊連接，輸出端與電源短路保護(hù)電路的輸入端連接，電源短路保護(hù)電路的輸出端通過(guò)電源線與網(wǎng)絡(luò)接口模塊連接。網(wǎng)絡(luò)接口模塊與受電設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口模塊連接，從而為受電設(shè)備傳輸電能及數(shù)據(jù)，由于設(shè)置了通訊線短路保護(hù)電路和電路短路保護(hù)電路，從而能保護(hù)供電通道不會(huì)因短路被燒毀。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施方式的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例的網(wǎng)線供電通道的保護(hù)電路模塊的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例的網(wǎng)線供電通道的保護(hù)電路模塊的另一結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例的網(wǎng)線供電通道的保護(hù)電路模塊的電源上電順序控制電路以及電路短路保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例的網(wǎng)線供電通道的保護(hù)電路模塊的通訊線ESD保護(hù)電路、通訊線路短路保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例的網(wǎng)線供電通道的結(jié)構(gòu)框圖；

圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例的供電設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；

圖7為本申請(qǐng)實(shí)施例的供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N網(wǎng)線供電通道的保護(hù)電路模塊、供電通道、設(shè)備及系統(tǒng)，可以防止網(wǎng)絡(luò)線短路。

實(shí)施例一：

請(qǐng)參閱圖1，圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例一的網(wǎng)線供電通道的保護(hù)電路模塊的結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種網(wǎng)線供電通道的保護(hù)電路模塊，包括：

通訊線ESD保護(hù)電路1-3、通訊線路短路保護(hù)電路1-4、電源上電順序控制電路1-5以及電路短路保護(hù)電路1-6。

通訊線路短路保護(hù)電路1-4與通訊線ESD保護(hù)電路1-3連接，通訊線ESD保護(hù)電路1-3通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線1-2與網(wǎng)絡(luò)接口模塊1-1連接。

電源上電順序控制電路1-5的輸入端與供電設(shè)備的電源模塊連接，輸出端與電源短路保護(hù)電路1-6的輸入端連接，電源短路保護(hù)電路1-6的輸出端通過(guò)電源線1-7與供電設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口模塊1-1連接。

如圖2所示，本實(shí)施例中，供電設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口模塊1-1為RJ45接口，RJ45接口包括:8個(gè)管腳。

其中，供電設(shè)備的RJ45接口的1-2/3-6管腳是網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線，與受電設(shè)備的RJ45接口的1-2/3-6管腳一一對(duì)應(yīng)連接，通過(guò)將供電設(shè)備的RJ45接口與受電設(shè)備的RJ45接口插接，傳輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)至受電端設(shè)備。供電設(shè)備的RJ45接口的4-5/7-8管腳是電源線，與受電設(shè)備的RJ45接口的4-5/7-8管腳一一對(duì)應(yīng)連接，可將輸入電源傳送至受電端設(shè)備。

本實(shí)施例中，通訊線ESD保護(hù)電路1-3通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線1-2與RJ45接口的1-2以及3-6管腳連接。

電源短路保護(hù)電路1-6的輸出端通過(guò)電源線1-7與RJ45接口的4-5以及7-8管腳連接。

如圖3所示，本實(shí)施例中，電源上電順序控制電路1-5包括：主控單元U7、信號(hào)開(kāi)關(guān)Q2以及功率開(kāi)關(guān)Q1。

主控單元U7用于間隔預(yù)設(shè)時(shí)間接收電源模塊70的電能并輸出高電平。

信號(hào)MOS管Q2與主控單元U7的輸出端連接，在主控單元U7輸出高電平時(shí)導(dǎo)通。

功率MOS管Q1與信號(hào)MOS管Q2的輸出端連接，在信號(hào)MOS管Q2導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通并輸出低電平時(shí)，所述功率MOS管Q1導(dǎo)通，輸出電能至電源短路保護(hù)電路1-6。

電源上電順序控制電路1-5主要器件包括單片機(jī)U7、信號(hào)MOS管Q2、功率MOS管Q1。由于供電設(shè)備通常包含有多路的供電通道，通過(guò)一路供電通道為一個(gè)受電設(shè)備供電及傳輸數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，供電端設(shè)備支持16路供電通道。當(dāng)供電端設(shè)備接入多個(gè)受電端設(shè)備時(shí)，為了使多個(gè)供電設(shè)備能夠順序上電，因此通過(guò)單片機(jī)U7程序控制16路供電通道順序上電，每路上電時(shí)間間隔可調(diào)節(jié)，本系統(tǒng)中優(yōu)選設(shè)置為30秒。具體的，當(dāng)單片機(jī)U7輸出高電平，信號(hào)開(kāi)關(guān)Q2導(dǎo)通，功率開(kāi)關(guān)Q1導(dǎo)通，從而受電端設(shè)備得電。本實(shí)施例中，信號(hào)開(kāi)關(guān)Q2和功率開(kāi)關(guān)Q1均可采用MOS管。信號(hào)開(kāi)關(guān)Q2優(yōu)選為60V，115mA的N-MOS管，功率開(kāi)關(guān)Q1優(yōu)選用60V，26A的P-MOS管。

電源上電順序控制電路1-5的運(yùn)用，使系統(tǒng)的上電過(guò)沖功率減小，可減小模塊電源的功率，節(jié)約成本，并且由于使用單片機(jī)進(jìn)行控制，因此可遠(yuǎn)程控制每路供電通道的開(kāi)啟和關(guān)閉。

請(qǐng)繼續(xù)參考圖3，本實(shí)施例中，電路短路保護(hù)電路1-6包括功率肖特基二極管D1、壓敏電阻F1以及可恢復(fù)保險(xiǎn)絲F2。

功率肖特基二極管D1的陽(yáng)極與電源上電順序控制電路1-5的輸出端連接，陰極串接可恢復(fù)保險(xiǎn)絲F2后接直流電源。

壓敏電阻F1一端與功率肖特基二極管D1的陰極連接，一端接地。

電源短路保護(hù)電路1-6主要器件包括功率肖特基二極管D1、壓敏電阻F1以及可恢復(fù)保險(xiǎn)絲F2。對(duì)于受電端設(shè)備電源接入無(wú)防呆和無(wú)極性的場(chǎng)合，肖特基二極管D1可以起到防呆作用，保證電源不會(huì)發(fā)生短路。壓敏電阻F1用于電源端口的浪涌保護(hù)?？苫謴?fù)保險(xiǎn)絲F2用于電源線路的短路保護(hù)，當(dāng)供電通道有短路發(fā)生時(shí)，輸出電流急劇增加，可恢復(fù)保險(xiǎn)絲F2斷開(kāi)電源供電；可恢復(fù)保險(xiǎn)絲F2的選型可根據(jù)負(fù)載和網(wǎng)線承載的功率來(lái)選擇，選用可恢復(fù)保險(xiǎn)絲要考慮工作電壓值，不能低于最大的工作電壓值，可恢復(fù)保險(xiǎn)絲在系統(tǒng)中優(yōu)選使用的參數(shù)是1.1A，72V。

本實(shí)施例中，通訊線ESD保護(hù)電路1-3包括:網(wǎng)絡(luò)變壓器T2。

網(wǎng)絡(luò)變壓器T2的輸入和輸出端分別連接有瞬態(tài)抑制二極管(U1/U2/U5/U6)。

網(wǎng)絡(luò)變壓器T2的輸出端還連接有陶瓷防雷管(U3/U4)。

如圖4所示，通訊線短路保護(hù)電路1-4由4個(gè)電容(C1/C2/C3/C4)組成。由于網(wǎng)絡(luò)變壓器T2的RX1-/RX+(TX1-/TX+)差分對(duì)兩線之間的內(nèi)阻很小，再加上電路板要對(duì)RX1-/RX+、TX1-/TX+做差分阻抗匹配，電路板布線的線寬一般比較小，在工程施工當(dāng)中，8芯網(wǎng)線全部短路在一起時(shí)，差分對(duì)兩線之間RX1-/RX+(TX1-/TX+)形成環(huán)路，會(huì)燒毀網(wǎng)絡(luò)變壓器T2以及RX1-/RX+(TX1-/TX+)差分對(duì)的電路板銅箔，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起火災(zāi)。利用電容隔直的特性，在RJ45接口到差分對(duì)RX1-/RX+(TX1-/TX+)之間串入電容，此方法可有效保護(hù)通訊線。電容(C1/C2/C3/C4)的選擇要考慮系統(tǒng)最大的做工電壓，容值不能偏大，本系統(tǒng)選擇100V，0.1uF。

通訊線短路保護(hù)電路1-4和電源短路保護(hù)電路1-6有效結(jié)合，電源線和通訊線之間，任意短接、任意錯(cuò)接，均能有效保護(hù)，不會(huì)燒毀電路、外部線材和外部設(shè)備。

請(qǐng)繼續(xù)參考圖4，通訊線ESD保護(hù)電路1-3主要的器件有陶瓷防雷管(U3/U4)、瞬態(tài)抑制二極管(U1/U2/U5/U6)、網(wǎng)絡(luò)變壓器(T2)、電容(C1/C2/C3/C4)以及電阻(R1/R2/R3/R4)組成。

陶瓷放電管(U3/U4)構(gòu)成第一級(jí)泄放路徑，用作大電流的泄放，泄放到CHGND；瞬態(tài)抑制二極管(U5/U6)、電容(C1/C2/C3/C4)構(gòu)成第二級(jí)泄放路徑，中間用電容退耦；瞬態(tài)抑制二極管(U1/U2)、網(wǎng)絡(luò)變壓器T2以及電阻(R1/R2/R3/R4)構(gòu)成第三級(jí)泄放路徑，中間用網(wǎng)絡(luò)變壓器T2和電阻(R1/R2/R3/R4)退耦。

瞬態(tài)抑制二極管(U1/U2/U5/U6)、網(wǎng)絡(luò)變壓器(T2)在電路中作為差模保護(hù)和共模保護(hù)。

瞬態(tài)抑制二極管的共模保護(hù)是保護(hù)后端電路，瞬態(tài)抑制二極管與網(wǎng)絡(luò)變壓器的地必須和后端電路的地是同一個(gè)地，即信號(hào)地GND。

本系統(tǒng)中大電流泄放地CHGND與地面連接，大電流泄放地CHGND和信號(hào)地GND，在PCBA是完全隔離；隔離間距優(yōu)選控制3mm。

本系統(tǒng)采用的泄放路徑和地處理方法，測(cè)試結(jié)果表明：共模殘壓低、后端電路與大電流泄放地面進(jìn)行了隔離，大地狀況的好壞與否對(duì)其影響不大；前端陶瓷放電管直接接地，將大電流直接泄放到大地，后端TVS起第二、三級(jí)保護(hù)，保護(hù)效果良好；穩(wěn)定性好；減少了從前端過(guò)來(lái)的電流的路徑，從而很好地保護(hù)了后端的電路或者芯片。

實(shí)施例二：

如圖5所示，本實(shí)施例中，提供一種供電通道200，包括如實(shí)施例一所介紹的網(wǎng)線供電通道的保護(hù)電路模塊。

實(shí)施例三：

如圖6所示，本實(shí)施例中，提供一種供電設(shè)備300，包括如實(shí)施例二所介紹的供電通道200，以及，模塊電源70；模塊電源70與供電通道的電源上電和順序控制電路1-5連接。

本實(shí)施例中，供電通道的數(shù)量?jī)?yōu)選為16路。

模塊電源70的輸入是220V交流電源，經(jīng)過(guò)模塊電源70的內(nèi)部電路處理后，輸出9V～48V的直流電源，作為電源上電順序控制電路1-5的輸入電源。

實(shí)施例四：

如圖7所示，本實(shí)施例中，提供一種供電系統(tǒng)500，包括：如實(shí)施例三所介紹的供電設(shè)備300以及受電設(shè)備400。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換。