一种POE交换机直流电源的制作方法

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种POE交换机直流电源。

背景技术：

POE(Power Over Ethernet)交换机为典型的以太网供电系统。在配线柜里保留以太网交换机设备，用一个带电源供电集线器(Midspan HUB)给局域网的双绞线提供电源。在双绞线的末端，该电源用来驱动电话、无线接入点、相机和其他设备。为避免断电，可以选用一个UPS。

POE(Power Over Ethernet)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等)传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。POE技术能在确保现有结构化布线安全的同时保证现有网络的正常运作，最大限度地降低成本。

现有的POE交换机的直流电源防护能力差，无法通过EMC测试，只适用于室内，如果用于室外恶劣环境，防护不够，容易损坏；且上电瞬间可能会产生电火花，这种快速的电压冲击可能会损坏器件。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种POE交换机直流电源，旨在解决了现有的POE交换机直流电源供电安全性差的问题。

为了实现上述目的，本实用新型技术方案如下：

一种POE交换机直流电源，包括依次连接的电源防护模块、电源缓启动模块。所述电源防护模块获取直流电并滤除所述直流电中的杂波，为所述电源缓启动模块提供安全的直流电。所述电源缓启动模块用于对POE交换机进行缓启动。

进一步地，所述电源防护模块包含依次连接的电源输入端口、过流保护单元、初级浪涌滤除单元、前级高频干扰信号滤除单元、后级浪涌高频干扰滤除单元。

进一步地，所述电源缓启动模块包含防反接单元、前级滤波单元、充电单元、电源开关、后级滤波及存储单元、电源输出端口。所述防反接单元接在所述前级滤波单元的前端；所述前级滤波单元与所述充电单元相连接；所述电源开关连接在所述前级滤波单元与所述后级滤波及所述存储单元之间；所述充电单元与所述电源开关的控制端相连接；所述电源输出端口用于连接POE交换机。

进一步地，所述初级浪涌滤除单元包含压敏电阻RV1、RV2、RV3、防雷管AR1。压敏电阻RV1跨接在所述过流保护单元的正极输出端与负极输出端之间。所述过流保护单元的正极输出端依次经过压敏电阻RV3、防雷管AR1接地；所述过流保护单元的负极输出端依次经过压敏电阻RV2、防雷管AR1接地。

进一步地，所述前级高频干扰信号滤除单元包含电容C1、C2、C3、C4、C5、C6。电容C1、C5分别跨接在所述初级浪涌滤除单元的正极输出端与负极输出端之间。所述初级浪涌滤除单元的正极输出端依次经过电容C3、C2与负极输出端相连接，电容C3与电容C2的公共节点接地。所述初级浪涌滤除单元的正极输出端经过电容C6接地；所述初级浪涌滤除单元的负极输出端经过电容C4接地。

进一步地，所述后级浪涌高频干扰滤除单元包含共模电感L1、电感L2、L3、电容C7、C8、C9、C10、TVS管D1。所述前级高频干扰信号滤除单元经过共模电感L1与所述电源缓启动模块相连接。共模电感L1的正极输出端经过电感L2与所述电源缓启动模块相连接，共模电感L1的负极输出端经过电感L3与所述电源缓启动模块相连接。共模电感L1的正极输出端依次经过电容C8、C7与负极输出端相连接，电容C8与电容C7的公共节点接地。电容C9跨接在共模电感L1的正极输出端与负极输出端之间。电容C10、TVS管D1分别跨接在电感L2的输出端与电感L3的输出端之间。

进一步地，所述防反接单元包含二极管D2。二极管D2的阴极与所述电源防护模块的负极输出端相连接。二极管D2的阳极与所述电源开关相连接。

进一步地，所述充电单元包含电阻R1、R3、电容C13。所述前级滤波单元的正极输出端依次经过电阻R3、R1与负极输出端相连接。电阻R3与电阻R1的公共节点与电容C13相连接。电容C13与所述电源开关的控制端相连接。

进一步地，所述电源开关包含N型MOS管Q2、稳压管D3、电阻R2、电容C14。所述充电单元的输出端与N型MOS管Q2的栅极相连接；N型MOS管Q2的源极与所述前级滤波单元的负极输出端相连接；N型MOS管Q2的漏极与所述后级滤波及存储单元的负极输入端相连接。稳压管D3接在N型MOS管Q2的栅极与源极之间。N型MOS管Q2的漏极依次经过电阻R2、电容C14连接至源极。

进一步地，所述后级滤波及存储单元包含电容C15、C16、若干相并联的磁珠FB。电容C15、C16分别跨接在所述电源输出端口的正极输入端与负极输入端之间。磁珠FB连接在所述电源输出端口的正极输入端上。

本实用新型的有益效果：

该直流电源通过电源防护模块滤除浪涌、高频干扰，使POE交换机达到更可靠的防护性能，延长使用寿命，不易损坏；并通过电源缓启动模块使得POE交换机上电平稳、安全。此直流电源可以应用到24口以内POE交换机中，8口、16口等都可以，通用性较强。

附图说明

图1为本实用新型的电路框图。

图2为图1中电源防护模块2的电路原理图。

图3为图1中电源缓启动模块3的电路原理图。

其中，图1至图3的附图标记为：直流电源模块1、电源防护模块2、电源缓启动模块3；电源输入端口21、过流保护单元22、初级浪涌滤除单元23、前级高频干扰信号滤除单元24、后级浪涌高频干扰滤除单元25；防反接单元31、前级滤波单元32、充电单元33、电源开关34、后级滤波及存储单元35、电源输出端口36。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，一种POE交换机直流电源，包括直流电源模块1、电源防护模块2、电源缓启动模块3。直流电源模块1、电源防护模块2、电源缓启动模块3依次连接。

直流电源模块1为电源防护模块2输出直流电。电源防护模块2滤除直流电中的杂波，为电源缓启动模块3提供安全的直流电。电源缓启动模块3用于对POE交换机进行缓启动，防止上电的瞬间电火花对POE交换机造成损坏。

如图2所示，电源防护模块2包含依次连接的电源输入端口21、过流保护单元22、初级浪涌滤除单元23、前级高频干扰信号滤除单元24、后级浪涌高频干扰滤除单元25。

具体地，电源输入端口21输入48V的直流电，最大电流为10A。

具体地，过流保护单元22包含保险丝FU1、FU2。保险丝FU1、FU2分别接在电源输入端口21的正极端口、负极端口上，为POE交换机提供过流保护。

具体地，初级浪涌滤除单元23包含压敏电阻RV1、RV2、RV3、防雷管AR1。压敏电阻RV1跨接在过流保护单元22的正极输出端与负极输出端之间。过流保护单元22的正极输出端依次经过压敏电阻RV3、防雷管AR1接地。过流保护单元22的负极输出端依次经过压敏电阻RV2、防雷管AR1接地。

初级浪涌滤除单元23主要用于泄放大电流。其中，压敏电阻RV1用于泄放浪涌差模干扰，压敏电阻RV2、RV3、防雷管AR1用于泄放浪涌共模干扰。

具体地，前级高频干扰信号滤除单元24包含电容C1、C2、C3、C4、C5、C6。电容C1、C5分别跨接在初级浪涌滤除单元23的正极输出端与负极输出端之间。初级浪涌滤除单元23的正极输出端依次经过电容C3、C2与负极输出端相连接，电容C3与电容C2的公共节点接地。初级浪涌滤除单元23的正极输出端经过电容C6接地；初级浪涌滤除单元23的负极输出端经过电容C4接地。

其中，电容C1和C5用于滤除差模高频干扰，其余电容用于滤除共模高频干扰。前级高频干扰信号滤除单元24可以有效降低传导干扰。

具体地，后级浪涌高频干扰滤除单元25包含共模电感L1、电感L2、L3、电容C7、C8、C9、C10、TVS管D1。

前级高频干扰信号滤除单元24经过共模电感L1与电源缓启动模块3相连接。共模电感L1的正极输出端经过电感L2与电源缓启动模块3相连接，共模电感L1的负极输出端经过电感L3与电源缓启动模块3相连接。共模电感L1的正极输出端依次经过电容C8、C7与负极输出端相连接，电容C8与电容C7的公共节点接地。电容C9跨接在共模电感L1的正极输出端与负极输出端之间。电容C10、TVS管D1分别跨接在电感L2的输出端与电感L3的输出端之间。

共模电感L1、电感L2、L3组成电感网络，主要用于抑制残压的共模干扰和差模干扰，因为初级浪涌滤除单元23无法全部滤除浪涌信号。电容C7、C8、C9、C10再次滤除残压高频干扰。TVS管D1可以把残压降低到58V左右，从而保证输出端V1-、V1+后面的电路不被损坏。

如图3所示，电源缓启动模块3包含防反接单元31、前级滤波单元32、充电单元33、电源开关34、后级滤波及存储单元35、电源输出端口36。

防反接单元31接在前级滤波单元32的前端；前级滤波单元32与充电单元33相连接；电源开关34连接在前级滤波单元32与后级滤波及存储单元35之间；充电单元33与电源开关34的控制端相连接；电源输出端口36用于连接POE交换机。

具体地，防反接单元31包含二极管D2。二极管D2的阴极与电源防护模块2的负极输出端相连接。二极管D2的阳极与电源开关34相连接。

二极管D2是为了防止反接，一旦输入电压接反，二极管D2反向截止。

具体地，前级滤波单元32包含电容C11、C12。电容C11、C12分别跨接在电源防护模块2的正极输出端与负极输出端之间。

电容C12为电解电容。电容C11、C12分别对电源防护模块2输出的电压进行滤波和稳压。

具体地，充电单元33包含电阻R1、R3、电容C13。前级滤波单元32的正极输出端依次经过电阻R3、R1与负极输出端相连接。电阻R3与电阻R1的公共节点与电容C13相连接。电容C13与电源开关34的控制端相连接。

电阻R3、R1用于分压，电阻R3与电容C13组成RC充电电路，当电容C13的充电电压高于电源开关34的导通电压时，电源开关34导通，48V电压可以正常输出。

具体地，电源开关34包含N型MOS管Q2、稳压管D3、电阻R2、电容C14。充电单元33的输出端与N型MOS管Q2的栅极相连接；N型MOS管Q2的源极与前级滤波单元32的负极输出端相连接；N型MOS管Q2的漏极与后级滤波及存储单元35的负极输入端相连接。稳压管D3接在N型MOS管Q2的栅极与源极之间。N型MOS管Q2的漏极依次经过电阻R2、电容C14连接至源极。

当充电单元33的充电电压高于N型MOS管Q2的导通电压时，N型MOS管Q2的漏极与源极相互导通，48V电压可以正常输出。

具体地，后级滤波及存储单元35包含电容C15、C16、若干相并联的磁珠FB。电容C15、C16分别跨接在电源输出端口36的正极输入端与负极输入端之间。磁珠FB连接在电源输出端口36的正极输入端上。

若干相并联的磁珠FB用于滤除电路上高频干扰。电容C15、C16分压用于对输出电压进行滤波和能量存储。较佳地，电容C16为电解电容。因POE功率较大，所以电容C16选用容量较大的电容，以保证可以稳定给POE交换机供电。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的基本构思的前提下直接导出或联想到的其它改进和变化均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。