一种直流型POE交换机的输入电源防护电路及装置

技术领域

本发明涉及电源控制技术领域，尤其涉及一种直流型POE交换机的输入电源防护电路及装置。

背景技术

现在市面的直流型POE交换机大多直接采购专用的DCDC直流电源模块进行供电，DCDC直流电源模块的输入电压一般都是36Vdc～72Vdc。由于是用于POE交换机供电的，所以DCDC直流电源模块有两路输出，一路输出直流电压提供给POE交换机中的POE功能模块，一路输出直流电压提供给POE交换机的主板。然而，一方面，此类直接采购的DCDC直流电源模块价格十分昂贵，价格功率比高；另一方面，此类DCDC直流电源模块的防护能力十分有限，对于后端的POE功能模块来说，由于浪涌过大导致POE功能模块及交换机的主板短路烧坏，维修及更换成本高昂。因此，发明一种可靠有效的直流型POE交换机的输入电源防护电路是该领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种直流型POE交换机的输入电源防护电路及装置。

第一方面，本发明公开了一种直流型POE交换机的输入电源防护电路，包括防护模块及缓启动模块，所述防护模块与所述缓启动模块电连接；所述防护模块包括短路保护单元、抗差模干扰单元、第一快速放电单元、抗共模干扰单元、抗共模浪涌单元、差模浪涌防护单元及防反接单元；所述短路保护单元与所述抗差模干扰单元电连接，所述第一快速放电单元与所述抗差模干扰单元电连接，所述抗共模干扰单元与所述第一快速放电单元电连接，所述抗共模浪涌单元分别与所述抗共模干扰单元及所述差模浪涌防护单元电连接，所述差模浪涌防护单元与所述防反接单元电连接，所述防反接单元与所述缓启动模块电连接。

优选地，所述缓启动模块包括钳位单元、第二快速放电单元、过压保护单元、抖动延时单元、电流上升斜率控制单元、开关单元、隔离单元及自激振荡单元；所述钳位单元与所述防反接单元电连接，所述第二快速放电单元与所述钳位单元电连接，所述过压保护单元分别与所述第二快速放电单元、所述延时抖动单元、所述隔离单元及所述开关单元电连接，所述电流上升斜率控制单元与所述开关单元电连接，所述自激振荡单元分别与所述过压保护单元、所述开关单元及所述隔离单元电连接。

优选地，所述一种直流型POE交换机的输入电源防护电路还包括接口输入模块；所述接口输入模块与所述防护模块电连接。

优选地，所述差模浪涌防护单元包括一级差模浪涌防护子单元及二级差模浪涌防护子单元；所述一级差模浪涌防护子单元分别与所述抗共模干扰单元、所述抗共模浪涌单元及所述二级差模浪涌防护单元电连接；所述二级差模浪涌防护子单元与所述防反接单元电连接。

优选地，所述抗差模干扰单元包括第一电容及第二电容；所述第一电容的第一端分别与所述电源输入端、所述短路保护单元、所述第一快速放电单元及所述第二电容的第一端电连接，所述第一电容的第二端接地，所述第二电容的第二端接地。

优选地，所述第一快速放电单元包括第一电阻、第二电阻及第三电阻；所述第一电阻的第一端分别与所述电源输入端、所述第一电容的第一端及所述第二电容的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端电连接，所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端接地。

优选地，所述抗共模干扰单元包括第一Y电容及第二Y电容；所述第一Y电容的第一端分别与所述电源输入端、所述第一快速放电单元、所述抗共模干扰单元、所述抗共模浪涌单元及所述差模浪涌防护单元电连接，所述第一Y电容的第二端与所述第二Y电容的第一端电连接，所述第二Y电容的第二端接地。

第二方面，本发明还公开了一种直流型POE交换机的输入电源防护装置，应用于第一方面所述的一种直流型POE交换机的输入电源防护电路。

本发明的一种直流型POE交换机的输入电源防护电路及装置具有如下有益效果，本发明公开的一种直流型POE交换机的输入电源防护电路包括：防护模块及缓启动模块，所述防护模块与所述缓启动模块电连接；所述防护模块包括短路保护单元、抗差模干扰单元、第一快速放电单元、抗共模干扰单元、抗共模浪涌单元、差模浪涌防护单元及防反接单元；所述短路保护单元与所述抗差模干扰单元电连接，所述第一快速放电单元与所述抗差模干扰单元电连接，所述抗共模干扰单元与所述第一快速放电单元电连接，所述抗共模浪涌单元分别与所述抗共模干扰单元及所述差模浪涌防护单元电连接，所述差模浪涌防护单元与所述防反接单元电连接，所述防反接单元与所述缓启动模块电连接。因此，本发明对直流型POE交换机的输入电源进行了可靠有效的电源防护，成本低廉，防护能力强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，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附图：

图1是本发明较佳实施例的一种直流型POE交换机的输入电源防护电路的原理框图；

图2是本发明较佳实施例的一种直流型POE交换机的输入电源防护电路的防护模块的电路图；

图3是本发明较佳实施例的一种直流型POE交换机的输入电源防护电路的缓启动模块的电路图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明较佳实施例的如图1及图2所示，包括防护模块1及缓启动模块2，所述防护模块1与所述缓启动模块2电连接；所述防护模块1包括短路保护单元11、抗差模干扰单元12、第一快速放电单元13、抗共模干扰单元14、抗共模浪涌单元15、差模浪涌防护单元16及防反接单元17；所述短路保护单元11与所述抗差模干扰单元12电连接，所述第一快速放电单元13与所述抗差模干扰单元12电连接，所述抗共模干扰单元14与所述第一快速放电单元13电连接，所述抗共模浪涌单元15分别与所述抗共模干扰单元14及所述差模浪涌防护单元16电连接，所述差模浪涌防护单元16与所述防反接单元17电连接，所述防反接单元17与所述缓启动模块2电连接。因此，本发明对直流型POE交换机的输入电源进行了可靠有效的电源防护，成本低廉，防护能力强。

优选地，请参阅图2，所述一种直流型POE交换机的输入电源防护电路还包括接口输入模块3；所述接口输入模块3与所述防护模块1电连接。可以理解的是，在本实施例中，所述接口输入模块3用于实现电源输入，便捷性高。

优选地，所述差模浪涌防护单元16包括一级差模浪涌防护子单元161及二级差模浪涌防护子单元162；所述一级差模浪涌防护子单元161分别与所述抗共模干扰单元14、所述抗共模浪涌单元15及所述二级差模浪涌防护单元162电连接；所述二级差模浪涌防护子单元162与所述防反接单元17电连接。

具体地，所述一级差模浪涌防护子单元161包括第一压敏电阻RV2及第二压敏电阻RV3；所述第一压敏电阻RV2的第一端及所述第二压敏电阻RV3的第一端分别与所述抗共模干扰单元14、所述抗共模浪涌单元15及所述二级差模浪涌防护单元16电连接，所述第一压敏电阻RV2的第二端及所述第二压敏电阻RV3的第二端与所述抗共模浪涌单元1515电连接。

具体地，所述二级差模浪涌防护子单元162包括共模电感L1、肖耐基二极管D2、第四电阻R1及第五电阻R12；所述第四电阻R1的第一端分别与所述共模电感L1的第一端、所述抗共模干扰单元14、所述抗共模浪涌单元15及所述一级差模浪涌防护单元161电连接，所述第四电阻R1的第二端分别与所述共模电感L1的第二端、所述肖耐基二极管D2的第一端及所述防反接单元17电连接，所述共模电感L1的第三端分别与所述第五电阻R12的第一端、所述一级差模浪涌防护子单元161及所述抗共模浪涌单元15电连接，所述共模电感L1的第四端分别与所述第五电阻R12的第二端、所述防反接单元17及所述肖耐基二极管D2的第二端电连接。可以理解的是，在本实施例中，所述第一压敏电阻RV2及所述第二压敏电阻RV3用于一级差模浪涌防护，所述肖耐基二极管D2为二级差模浪涌防护，所述用于一二级防护间的退耦，也用于改善EMI。

优选地，所述抗差模干扰单元12包括第一电容C1及第二电容C2；所述第一电容C1的第一端分别与所述电源输入端56+_VIN、所述短路保护单元11、所述第一快速放电单元13及所述第二电容C2的第一端电连接，所述第一电容C1的第二端接地，所述第二电容C2的第二端接地。可以理解的是，所述第一电容C1及所述第二电容C2用于实现抗差模干扰。

优选地，所述第一快速放电单元13包括第一电阻R2、第二电阻R7及第三电阻R9；所述第一电阻R2的第一端分别与所述电源输入端56+_VIN、所述第一电容C1的第一端及所述第二电容C2的第一端电连接，所述第一电阻R2的第二端与所述第二电阻R7的第一端电连接，所述第二电阻R7的第二端与所述第三电阻R9的第一端电连接，所述第三电阻R9的第二端接地。可以理解的是，在本实施例中，所述第一电阻R2、所述第二电阻R7及所述第三电阻R9用于输入电源断电后与后端电路形成回路进行快速放电。

优选地，所述抗共模干扰单元14包括第一Y电容CY1及第二Y电容CY2；所述第一Y电容CY1的第一端分别与所述电源输入端56+_VIN、所述第一快速放电单元13、所述抗共模干扰单元14、所述抗共模浪涌单元15及所述差模浪涌防护单元16电连接，所述第一Y电容CY1的第二端与所述第二Y电容CY2的第一端电连接，所述第二Y电容CY2的第二端接地。可以理解的是，所述第一Y电容CY1与所述第二Y电容CY2用于实现消除共模干扰。

优选地，本实施例的所述短路保护单元11通过插件式电源专用保险丝F1及F2,实现后端电路短路保护作用；所述防反接单元17中通过10A的肖特基二极管D7，反向击穿电压100V，起到防反接作用，因此本发明的所述防护模块1实现了浪涌共模、浪涌差模、短路保护及防反接保护作用，可靠性高。

优选地，请参阅图3，所述缓启动模块2包括钳位单元21、第二快速放电单元22、过压保护单元23、抖动延时单元24、电流上升斜率控制单元25、开关单元26、隔离单元27及自激振荡单元28；所述钳位单元21与所述防反接单元17电连接，所述第二快速放电单元22与所述钳位单元21电连接，所述过压保护单元23分别与所述第二快速放电单元22、所述延时抖动单元、所述隔离单元27及所述开关单元26电连接，所述电流上升斜率控制单元25与所述开关单元26电连接，所述自激振荡单元28分别与所述过压保护单元23、所述开关单元26及所述隔离单元27电连接。可以理解的是，在本实施例中，所述缓启动模块2与所述防护模块1电连接，所述缓启动模块2基于NMOS管实现了输入电源缓启动的效果，有效避免冲击电流对后端POE交换机负载的损伤。

具体地，请参阅图3，所述钳位单元21包括第一二极管D5，所述第一二极管D5用于钳位，防止输入电压过大损坏后级电路；所述第二快速放电单元22包括第七电阻R5及第八电阻R6，用于在掉电后进行快速放电，以达到快速关断所述开关单元26中的NMOS的目的。

具体地，所述过压保护单元23包括稳压二极管D1、三极管Q2、第九电阻R14、第十电阻R16及第三电容C9；所述三极管Q2电路用于实现输入过电压保护；当输入电压超过60V时，所述稳压二极管D1导通促使所述三极管Q2集电极-发射极导通，从而拉低所述开关单元中NOMS管Q1的栅极，关闭所述NOMS管Q1,保护后端负载；所述抖动延时单元24包括第十一电阻R3及第四电容C7，所述第十一电阻R3及所述第四电容C7用于实现防抖动延时功能；所述开关单元26包括第二二极管D6、NMOS管Q1及第十二电阻R8；所述第二二极管D6用于在上电后形成VGS＝10V从而打开所述NMOS管Q1，所述第二二极管D6为钳位二极管，用于保护NMOS管Q1的栅源极不被高压击穿；所述电流上升斜率控制单元25包括第十三电阻R4及第五电容C5，所述第十三电阻R4及所述第五电容C5用于控制上电电流的上升斜率；所述隔离单元27包括隔离二极管D3，所述隔离二极管D3的作用是在所述NMOS管Q1导通后对所述第十一电阻R3及所述第四电容C7构成的防抖动延时电路及所述第十三电阻R4及所述第五电容C5构成的上电斜率控制电路进行隔离，防止MOS栅极充电过程受所述第四C7的影响。所述自激振荡单元28包括第十四电阻R8及第十五电阻R13，所述第十四电阻R8及所述第十五电阻R13的作用是防止所述NMOS管Q1自激振荡，保证电路工作的稳定性。

本发明还公开了一种直流型POE交换机的输入电源防护装置，应用于实施例一所述的一种直流型POE交换机的输入电源防护电路及装置。可以理解的是，本发明实现了对输入电源的有效防护及缓启动，有效避免因外部输入电源干扰引起的后端POE交换机的不稳定及损伤，极大地提高对直流型POE交换机的输入电源防护能力及可靠性。

综上所述，本发明所提供的一种直流型POE交换机的输入电源防护电路包括防护模块1及缓启动模块2，所述防护模块1与所述缓启动模块2电连接；所述防护模块1包括短路保护单元11、抗差模干扰单元12、第一快速放电单元13、抗共模干扰单元14、抗共模浪涌单元15、差模浪涌防护单元16及防反接单元17；所述短路保护单元11与所述抗差模干扰单元12电连接，所述第一快速放电单元13与所述抗差模干扰单元12电连接，所述抗共模干扰单元14与所述第一快速放电单元13电连接，所述抗共模浪涌单元15分别与所述抗共模干扰单元14及所述差模浪涌防护单元16电连接，所述差模浪涌防护单元16与所述防反接单元17电连接，所述防反接单元17与所述缓启动模块2电连接。因此，本发明对直流型POE交换机的输入电源进行了可靠有效的电源防护，成本低廉，防护能力强。

以上对本发明所提供的一种直流型POE交换机的输入电源防护电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。不应理解为对本发明的限制。