一种电源装置的制作方法

1.本实用新型涉及电源保护装置领域，尤其涉及一种电源装置。


背景技术：

2.poe，也即以太网电源(power on ethernet，简称poe)供电技术是按照ieee(institute of electrical and electronics engineers，国际电气电子工程师协会)提出的802.3af标准实现的、是一种通过以太网接口和线缆向受电设备(pd，powered device)提供电力的供电技术。
3.传统的协议方案，如poe和poe+(pd)协议方案，最大供电(也即class4)的输出功率为25.5w；而近年来推出了新的poe协议，也即poe++(802.3bt)协议方案，该协议方案向pd设备最大供电(class8等级)的输出可以达到输出71w，远远超过原有传统协议方案的25.5w，由此也带来一些问题：具体的，在poe和poe+(pd)方案中，整流部分是通过二极管来实现的，这种方式在需要输出71w的功率时，损失的功率较大，导致供电效率降低，发热严重，无法很好的满足供电需要。
4.由此，目前需要有一种更好的方案来解决现有技术中的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种电源装置。
6.本实用新型提供如下技术方案：
7.本实用新型实施例提出了一种电源装置，包括网口、网络变压器、四根中心轴头、差模防护模块、整流组件控制器和八个整流组件；所述网口、所述网络变压器以及四根中心轴头依次连接；所述整流组件中包括mos管；
8.所述差模防护模块的一端分别与四根中心轴头连接，所述差模防护模块的另一端接地；八个整流组件中的mos管均连接所述整流组件控制器；
9.第一整流组件连接第二整流组件；第一中心轴头连接第一整流组件与第二整流组件的连接点；第三整流组件连接第四整流组件；第二中心轴头连接第三整流组件与第四整流组件的连接点；第五整流组件连接第六整流组件；第三中心轴头连接第五整流组件与第六整流组件的连接点；第七整流组件连接第八整流组件；第四中心轴头连接第七整流组件与第八整流组件的连接点；
10.所述第一整流组件、所述第三整流组件、所述第五整流组件和所述第七整流组件四者连接，连接点作为电源第一输出端；所述第二整流组件、所述第四整流组件、所述第六整流组件和所述第八整流组件四者连接，连接点作为电源第二输出端。
11.在一个具体的实施例中，所述差模防护模块包括四个子差模防护模块；每个所述子差模防护模块的一端与一所述中心轴头连接，每个所述子差模防护模块的另一端接地；不同的所述子差模防护模块连接不同的所述中心轴头。
12.在一个具体的实施例中，所述子差模防护模块包括tvs。
13.在一个具体的实施例中，所述tvs包括双向tvs。
14.在一个具体的实施例中，所述差模防护模块还包括第一电容与四个滤波组件；所述滤波组件由相互连接的第二电容与第一电阻组成；在每个滤波组件中，所述第二电容的一端连接一所述中心轴头，另一端连接一所述第一电阻的一端；所有的所述第一电阻的另一端均连接所述第一电容的一端；所述第一电阻的另一端接地。
15.在一个具体的实施例中，八个所述整流组件的结构相同，每个所述整流组件还包括：第二电阻、第三电容；
16.在同一个整流组件中，所述第二电阻的一端与所述第三电容的一端均连接所述mos管的栅极；所述第二电阻的另一端与所述第三电容的另一端与所述mos管的源极连接；
17.在不同的整流组件中，一整流组件中的所述mos管的漏极与另一整流组件中的所述mos管的源极连接，或四个整流组件中的所述mos管的漏极相连作为电源第一输出端；或四个整流组件中的所述mos管的源极相连作为电源第二输出端；
18.所有的所述mos管的栅极均连接所述整流组件控制器。
19.在一个具体的实施例中，所述mos管包括n沟道mos管。
20.在一个具体的实施例中，还包括：抗干扰模块；其中，所述抗干扰模块连接在所述电源第一输出端与所述电源第二输出端之间。
21.在一个具体的实施例中，所述抗干扰模块包括：第四电容、第五电容、tvs、第三电阻、第四电阻、emi滤波模块、第一磁珠和第二磁珠；
22.所述第四电容的一端分别连接所述电源第一输出端、所述tvs的一端、所述第三电阻的一端以及所述emi滤波模块的第一输入端；所述第四电容的另一端分别连接所述tvs的另一端、所述第四电阻的一端以及所述emi滤波模块的第二输入端；
23.所述第三电阻的另一端分别连接所述电源第二输出端、所述emi滤波模块的第一输出端、所述第五电容的一端和所述第一磁珠的一端连接；
24.所述第四电阻的另一端分别与所述emi滤波模块的第二输出端、所述第五电容的另一端和所述第二磁珠的一端连接。
25.在一个具体的实施例中，还包括：dc/dc模块；其中，所述dc/dc模块分别与所述第一磁珠的另一端及所述第二磁珠的另一端连接。
26.在一个具体的实施例中，还包括：单向tvs；其中，所述单向tvs的负极连接所述电源第一输出端，所述单向tvs的正极连接所述电源第二输出端。
27.本实用新型的实施例具有如下优点：
28.本实用新型实施例提出了一种电源装置，包括网口、网络变压器、四根中心轴头、差模防护模块、整流组件控制器和八个整流组件；所述网口、所述网络变压器以及四根中心轴头依次连接；所述整流组件中包括mos管；所述差模防护模块的一端分别与四根中心轴头连接，所述差模防护模块的另一端接地；八个整流组件中的mos管均连接所述整流组件控制器；第一整流组件连接第二整流组件；第一中心轴头连接第一整流组件与第二整流组件的连接点；第三整流组件连接第四整流组件；第二中心轴头连接第三整流组件与第四整流组件的连接点；第五整流组件连接第六整流组件；第三中心轴头连接第五整流组件与第六整流组件的连接点；第七整流组件连接第八整流组件；第四中心轴头连接第七整流组件与第八整流组件的连接点；所述第一整流组件、所述第三整流组件、所述第五整流组件和所述第
七整流组件四者连接，连接点作为电源第一输出端；所述第二整流组件、所述第四整流组件、所述第六整流组件和所述第八整流组件四者连接，连接点作为电源第二输出端。本技术方案中，采用的差模防护模块进行保护，保障了电源的安全可靠、此外，基于mos管的整流组件的设置，相较于目前采用二极管的整流方案，降低了功率损失，节约了能源，利于降低整体成本。
29.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
31.图1示出了一种电源装置的框架结构示意图；
32.图2示出了另一种电源装置的框架结构示意图；
33.图3示出了另一种电源装置的框架结构示意图；
34.图4示出了另一种电源装置的电路结构示意图；
35.图5示出了一种电源装置中整流组件的电路结构示意图；
36.图6示出了一种电源装置的中抗干扰模块的电路结构示意图。
37.主要元件符号说明：
[0038]1‑
网口；2
‑
网络变压器；
[0039]3‑
中心轴头；31
‑
第一中心轴头；32
‑
第二中心轴头；33
‑
第三中心轴头；34
‑
第四中心轴头；
[0040]4‑
差模防护模块；41
‑
子差模防护模块；42
‑
第一电容；43
‑
第二电容；44
‑
第一电阻；
[0041]
51
‑
第一整流组件；52
‑
第二整流组件；53
‑
第三整流组件；54
‑
第四整流组件；55
‑
第五整流组件；56
‑
第六整流组件；57
‑
第七整流组件；58
‑
第八整流组件；
[0042]
501
‑
mos管；502
‑
第二电阻；503
‑
第三电容；
[0043]7‑
整流组件控制器；
[0044]8‑
抗干扰模块；81
‑
第四电容；82
‑
第五电容；83
‑
tvs；84
‑
第三电阻；85
‑
第四电阻；86
‑
emi滤波模块；87
‑
第一磁珠；88
‑
第二磁珠；
[0045]9‑
dc/dc模块；10
‑
单向tvs。
具体实施方式
[0046]
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0047]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接
到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0048]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0049]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0050]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0051]
实施例1
[0052]
本实用新型实施例提出了一种电源装置，具体是一种poe系统电源，如图1、图2以及图3所示，包括网口1、网络变压器2和四根中心轴头3，所述网口1、所述网络变压器2以及四根中心轴头3依次连接；还包括：差模防护模块4、整流组件控制器7和八个整流组件，整流组件包括mos管；其中，四根中心轴头3分别为第一中心轴头31、第二中心轴头32、第三中心轴头33、第四中心轴头34；八个整流组件分别为第一整流组件51、第二整流组件52、第三整流组件53、第四整流组件54、第五整流组件55、第六整流组件56、第七整流组件57、第八整流组件58；
[0053]
所述差模防护模块4的一端分别与四根中心轴头3连接，所述差模防护模块4的另一端接地；八个整流组件中的mos管501均连接所述整流组件控制器7；
[0054]
所述第一整流组件51连接所述第二整流组件52；所述第一中心轴头31连接所述第一整流组件51与所述第二整流组件52的连接点；所述第三整流组件53连接所述第四整流组件54；所述第二中心轴头32连接所述第三整流组件53与所述第四整流组件54的连接点；所述第五整流组件55连接所述第六整流组件56；所述第三中心轴头33连接所述第五整流组件55与所述第六整流组件56的连接点；所述第七整流组件57连接所述第八整流组件58；所述第四中心轴头34连接所述第七整流组件57与所述第八整流组件58的连接点；
[0055]
所述第一整流组件51、所述第三整流组件53、所述第五整流组件55和所述第七整流组件57四者连接，连接点作为电源第一输出端；所述第二整流组件52、所述第四整流组件54、所述第六整流组件56和所述第八整流组件58四者连接，连接点作为电源第二输出端。
[0056]
具体的，poe系统中，从网口1接外接的交流电，到网络变压器2进行变压操作，具体的可以是降低电压的操作。
[0057]
至于8个整流组件将各个中心轴头3输出降压后的交流电进行整流，得到直流电。
[0058]
为了能降低功率损失，节约了能源，8个整流组件均采用的mos管501组成。
[0059]
具体的，mos管501，是mosfet的缩写。mosfet金属
‑
氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管(metal
‑
oxide
‑
semiconductor field
‑
effect transistor,mosfet)。
[0060]
以一个具体的例子来进行说明，例如在在1.0kv/7ω测试中，峰值电流在1.0kv/7ω＝142a左右。而本技术的方案中，整流组件采用的是mos管501，而mos管501无法抗住这么大的峰值电流，因此，本技术的方案中，还设置有差模防护模块4，通过差模防护模块4对mos管501进行保护(具体的，在8个整流组件的前端对电流进行泄放，以保护mos管501)，进而保护8个整流组件。
[0061]
在一个具体的实施例中，如图4所示，所述差模防护模块4包括4个子差模防护模块41；每个所述子差模防护模块41的一端与一所述中心轴头3连接，每个所述子差模防护模块41的另一端接地；不同的所述子差模防护模块41连接不同的所述中心轴头3。
[0062]
具体的，由于中心轴头3设置有4根，每个中心轴头3对应连接有一个子差模防护模块41，用于对中心轴头3中的电流进行泄放，避免后续流经mos管501的电流过大，超过mos管501所允许的最大值。
[0063]
此外，所述子差模防护模块41包括tvs(transient voltage suppressor，瞬态二极管)。
[0064]
具体的，本方案中选择tvs作为子差模防护模块41，这是考虑到tvs作为一种二极管形式的高效能保护器件。当tvs二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。
[0065]
且tvs具有响应速度快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差小、箝位电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点，可以很好的应用在本技术的方案中，实现保护mos管501的目的。
[0066]
进一步的，为了更好的进行保护mos管501，保证整流的正常进行，所述子差模防护模块41包括双向tvs。
[0067]
具体的，双向tvs管可在正反两个方向吸收瞬时大脉冲功率，并把电压箝制到预定水平，可以更好的保护mos管501，也更适用于交流电路。
[0068]
此外，为了进一步提升所转换电源的质量，如图4所示，所述差模防护模块还包括第一电容42与四个滤波组件；所述滤波组件由相互连接的第二电容43与第一电阻44组成；在每个滤波组件中，所述第二电容43的一端连接一所述中心轴头3，另一端连接一所述第一电阻44的一端；所有的所述第一电阻44的另一端均连接所述第一电容42的一端；所述第一电阻44的另一端接地。
[0069]
在一个具体的实施例中，如图4与图5所示，八个整流组件的结构相同，每个所述整流组件还包括：第二电阻502、第三电容503；其中，在同一个整流组件中，所述第二电阻502的一端与所述第三电容503的一端均连接所述mos管501的栅极；所述第二电阻502的另一端与所述第三电容503的另一端与所述mos管501的源极连接；
[0070]
在不同的整流组件中，一整流组件中的所述mos管501的漏极与另一整流组件中的所述mos管501的源极连接，或多个整流组件中的所述mos管501的漏极相连作为电源第一输出端；或多个整流组件中的所述mos管501的源极相连作为电源第二输出端；
[0071]
所有的所述mos管501的栅极均连接所述整流组件控制器7。此外，整流组件控制器7还有引脚连接四根中心轴头3，以基于各个中心轴头3的电压来控制mos管501的开关。
[0072]
进一步的，所述mos管501包括n沟道mos管501。
[0073]
例如现有技术中，采用二极管的方式，以输出71w功率为准，假设poe效率为90％，那么在整流的功率为71/0.9＝78.9w：
[0074]
在此情况下，若选用型号为srt8100uf的二极管，功率的损耗中，流经每个二极管的电流是78.9(w)/48(v)/2＝0.822(a)。
[0075]
而损耗主要是二极管的压降与电流的乘积。同时导通4个二极管的损耗是0.822(a)
×
0.7(v)
×
4(个)＝2.3016(w)。
[0076]
而采用本方案，例如选用型号为cj2356的mos管501，整流的功率损耗是mos上的损耗。流经每个mos管501的电流也是78.9(w)/48(v)/2＝0.822(a)。
[0077]
在此情况下，本方案中，同时导通四个mos管501的功率损耗则为，0.822(a)
×
0.822(a)
×
136(mω)
×
4(个)＝0.367(w)。
[0078]
由此可见，相较于现有技术中的功率损耗2.3016w，本方案中的功率损耗只有0.367w，功率损耗大大减小。对于4g、5g小基站等网络通信类设备，由于产品的数量很多，2w的损耗也将导致大量的电能浪费，且功率的损耗同时也是热耗，将会对产品的散热提出更高的要求，同时会增加产品的散热成本，如增加散热片。本方案中相较于现有技术，可以节约大量的电能，且不需要更高要求的散热标准，整体实现了更低的成本。
[0079]
实施例2
[0080]
本实用新型实施例2还公开了一种电源装置，该电源装置在实施例1的基础上，还进一步公开了，如图2与图6所示，还包括：抗干扰模块8；其中，所述抗干扰模块8连接在所述电源第一输出端与所述电源第二输出端之间。
[0081]
在一个具体的实施例中，如图6所示，所述抗干扰模块8包括：第四电容81、第五电容82、tvs83、第三电阻84、第四电阻85、emi(electromagnetic interference，电磁干扰)滤波模块86、第一磁珠87和第二磁珠88；其中，所述第四电容81的一端分别连接所述电源第一输出端、所述tvs83的一端、所述第三电阻84的一端以及所述emi滤波模块86的第一输入端；所述第四电容81的另一端分别连接所述tvs83的另一端、所述第四电阻85的一端以及所述emi滤波模块86的第二输入端；
[0082]
所述第三电阻84的另一端分别连接所述电源第二输出端、所述emi滤波模块86的第一输出端、所述第五电容82的一端和所述第一磁珠87的一端连接；
[0083]
所述第四电阻85的另一端分别与所述emi滤波模块86的第二输出端、所述第五电容82的另一端和所述第二磁珠88的一端连接。
[0084]
如图3所述，该装置还包括dc/dc模块9；其中，所述dc/dc模块9分别与所述第一磁珠87的另一端及所述第二磁珠88的另一端连接。
[0085]
具体的，dc/dc中的dc，英文全称是direct current，代表直流电源。
[0086]
dc/dc模块9为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。dc/dc模块9分为三类：升压型dc/dc模块、降压型dc/dc模块以及升降压型dc/dc模块。
[0087]
此外，dc/dc模块9根据需求可采用三种控制类型，第一种是pwm(pulse width modulation，脉冲宽度调制方式)控制型，这种类型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪
声；第二种是pfm(脉冲频率调制方式)控制型，这种类型适合长时间使用，尤其小负载时具有耗电小的优点；第三种是pwm/pfm类型，这种类型是前两种的复合类型，具体的在小负载时实行pfm控制，且在重负载时自动转换到pwm控制。
[0088]
此外，为了更好的保护所连接的用电设备，该装置还包括：单向tvs10；其中，所述单向tvs10的负极连接所述电源第一输出端，所述单向tvs10的正极连接所述电源第二输出端。
[0089]
本实用新型实施例提出了一种电源装置，包括网口1、网络变压器2和四根中心轴头3，所述网口1、所述网络变压器2以及四根中心轴头3依次连接；该装置包括：差模防护模块4、整流组件控制器7和八个整流组件，整流组件包括mos管501；其中，四根中心轴头3分别为第一中心轴头31、第二中心轴头32、第三中心轴头33、第四中心轴头34；八个整流组件分别为第一整流组件51、第二整流组件52、第三整流组件53、第四整流组件54、第五整流组件55、第六整流组件56、第七整流组件57、第八整流组件58；所述差模防护模块4的一端分别与四根中心轴头3连接，所述差模防护模块4的另一端接地；八个整流组件中的mos管501均连接所述整流组件控制器7；所述第一整流组件51连接所述第二整流组件52；所述第一中心轴头31连接所述第一整流组件51与所述第二整流组件52的连接点；所述第三整流组件53连接所述第四整流组件54；所述第二中心轴头32连接所述第三整流组件53与所述第四整流组件54的连接点；所述第五整流组件55连接所述第六整流组件56；所述第三中心轴头33连接所述第五整流组件55与所述第六整流组件56的连接点；所述第七整流组件57连接所述第八整流组件58；所述第四中心轴头34连接所述第七整流组件57与所述第八整流组件58的连接点；所述第一整流组件51、所述第三整流组件53、所述第五整流组件55和所述第七整流组件57四者连接，连接点作为电源第一输出端；所述第二整流组件52、所述第四整流组件54、所述第六整流组件56和所述第八整流组件58四者连接，连接点作为电源第二输出端。本技术方案中，采用的差模防护模块4进行保护，保障了电源的安全可靠、此外，基于mos管501的整流组件的设置，相较于目前采用二极管的整流方案，降低了功率损失，节约了能源，利于降低整体成本。
[0090]
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
[0091]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0092]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。