應用于局域網設備用電接口的功率分級電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及局域網供電系統設計，尤其涉及的是，一種局域網設備用電接口功率分級電路設計。
【背景技術】
[0002]在局域網供電系統中，不同局域網設備處于不同的功率等級。為了實現局域網供電系統的有效供電，在供電前要首先對局域網設備進行功率分級。局域網設備功率分級的基本方法是檢測局域網設備用電接口中特征電阻的電流。本實用新型以實現局域網設備精確功率分級為目的，以IEEE802.3af標準為依據，設計了適用于局域網供電系統的功率分級電路。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供了一種局域網設備用電接口功率分級電路。
[0004]本實用新型的技術方案如下:局域網設備用電接口功率分級電路，其包括比較使能電路、穩壓調節電路和特征電流檢測電路。其中系統輸入電壓及由基準電壓源產生的參考電壓分別輸入到比較使能電路的正相輸入端和反相輸入端。比較使能電路通過系統輸入電壓的大小判斷供電系統是否處于功率分級階段。若供電系統處于功率分級階段，比較使能電路輸出使能信號開啟穩壓調節電路。當穩壓調節電路被開啟后，穩壓調節電路對系統輸入電壓進行轉換和穩壓，并輸出功率分級電壓給特征電流檢測電路。在穩壓調節電路獲得使能信號的同時，特征電流檢測電路也從比較使能電路中獲得使能信號，并將功率分級電壓施加到特征電阻上形成特征電流輸出。局域網供電系統根據特征電流的大小確定局域網設備的功率等級。
[0005]局域網設備用電接口功率分級電路中，比較使能電路用于判斷系統是否處于功率分級階段，并決定功率分級電路是否開始工作。比較使能電路包括系統電壓輸入端、參考電壓輸入端、使能信號輸出端、1至3號電阻、1至2號M0S管、1號比較器、1至2號反相器。其中1至3號電阻對系統輸入電壓進行分壓，并將分壓后的電壓在1號比較器中與參考電壓進行比較。為了防止比較使能電路在臨界電壓點反復跳轉，1至2號M0S管和1號電阻為比較使能電路引入一個比較裕度。
[0006]比較使能電路中，系統電壓輸入端口連接1號電阻的上端，2號電阻的上端連接1號電阻的下端。3號電阻的上端連接2號電阻的下端，3號電阻的下端接地。1號M0S管的源極連接1號電阻的下端，1號M0S管的漏極連接2號M0S管的漏極。2號M0S管的源極連接3號電阻的上端，2號M0S管的柵極連接1號反相器的輸出端。1號比較器的反相輸入端連接參考電壓輸入端，1號比較器的正相輸入端連接2號M0S管的漏極。1號比較器的輸出端連接1號反相器的輸入端，1號反相器的輸出端連接2號反相器的輸入端，2號反相器的輸出端連接使能信號輸出端。
[0007]局域網設備用電接口功率分級電路中，穩壓調節電路用于輸出功率分級電壓。功率分級電壓為固定數值電壓，因此穩壓調節電路在調節輸出電壓的同時又具有反饋穩壓功能。當穩壓調節電路接收到使能信號后，電路才開始工作，并穩定輸出功率分級電壓。穩壓調節電路包括系統電壓輸入端、使能信號輸入端、偏置電壓輸入端、參考電壓輸入端、基準電流源輸入端、功率分級電壓輸出端、3至16號M0S管、1號二極管、1號電容、4至5號電阻。功率分級電壓的取值由參考電壓及4至5號電阻決定，其表達式為Vgrade = (1+R4/R5) XVref。其中Vgrade表不功率分級電壓，Vref表不參考電壓，R4表不4號電阻值，R5表不5號電阻值。當使能信號為低電平時，13號M0S管和14號M0S管被關斷，穩壓調節電路處于工作狀態。當使能信號為高電平時，8號M0S管、9號M0S管和10號M0S管被關斷，穩壓調節電路停止工作。
[0008]在穩壓調節電路中，使能信號輸入端連接3號M0S管的柵極并連接15號M0S管的柵極。系統電壓輸入端連接5號M0S管的源極并連接6號M0S管的源極，1號二極管的陰極連接6號M0S管的源極，16號M0S管的漏極連接1號二極管的陰極。基準電流輸入端連接3號M0S管的漏極并連接4號M0S管的漏極，4號M0S管的柵極連接3號M0S管的漏極。參考電壓輸入端連接10號M0S管的柵極，10號M0S管的源極連接12號M0S管的漏極，10號M0S管的漏極連接8號M0S管的源極。偏置電壓輸入端連接9號M0S管的柵極并連接13號M0S管的柵極，9號M0S管的柵極連接8號M0S管的柵極。功率分級電壓輸出端連接16號M0S管的源極，4號電阻的上端連接功率分級電壓輸出端，4號電阻的下端連接5號電阻的上端，5號電阻的下端接地。
[0009]局域網設備用電接口功率分級電路中，特征電流檢測電路的作用為接收功率分級電壓，并將其施加在特征電阻上形成特征電流。不同局域網設備功率等級不同，因此其功率分級電路中設置的特征電阻的阻值也不同。局域網供電系統根據不同特征電阻上形成的特征電流來確定局域網設備的功率等級。特征電流檢測電路包括功率分級電壓輸入端、特征電流輸出端、使能信號輸入端、特征電阻、17號M0S管、3號反相器。當使能信號為低電平時，17號M0S管開通，特征電流檢測電路開始工作。當使能信號為高電平時，17號M0S管關斷，特征電流檢測電路停止工作。特征電流檢測電路中，功率分級電壓輸入端連接特征電阻的上端，特征電阻的下端連接17號M0S管的漏極。使能信號輸入端連接3號反相器的輸入端，3號反相器的輸出端連接17號M0S管的柵極。特征電流輸出端連接17號M0S管的漏極，17號M0S管的源極接地。
[0010]本實用新型主要用于局域網供電系統中局域網設備的功率分級，通過確定局域網設備的功率等級，保證局域網供電系統的有效供電。本實用新型為防止電路在功率分級階段的臨界電壓點反復跳轉，通過電路結構設計，引入了電壓比較裕度，使電路運行更加穩定。為了使電路能夠合理工作，本實用新型通過使能信號控制穩壓調節電路和特征電流檢測電路，只有當供電系統進入功率分級階段后，電路才被開通。可見，本實用新型具有結構簡單，穩定性好等優點。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型的系統結構方框圖；
[0012]圖2為本實用新型的比較使能電路結構圖；
[0013]圖3為本實用新型的穩壓調節電路結構圖；
[0014]圖4為本實用新型的特征電流檢測電路結構圖；
[0015]圖5為本實用新型的系統整體電路結構圖。
【具體實施方式】
[0016]為了便于理解本實用新型，下面結合附圖和具體實施例，對本實用新型進行更詳細的說明。本說明書及其附圖中給出了本實用新型的較佳的實施例，但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現，并不限于本說明書所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內容的理解更加透徹全面。
[0017]需要說明的是，當某一元件固定于另一個元件，包括將該元件直接固定于該另一個元件，或者將該元件通過至少一個居中的其它元件固定于該另一個元件。當一個元件連接另一個元件，包括將該元件直接連接到該另一個元件，或者將該元件通過至少一個居中的其它元件連接到該另一個元件。
[0018]如圖1所示，局域網設備用電接口功率分級電路，其包括比較使能電路、穩壓調節電路和特征電流檢測電路。其中系統輸入電壓Vin及由基準電壓源產生的參考電壓Vref分別輸入到比較使能電路的正相輸入端和反相輸入端。比較使能電路通過系統輸入電壓Vin的大小判斷供電系統是否處于功率分級階段。若供電系統處于功率分級階段，比較使能電路輸出使能信號Ven開啟穩壓調節電路。例如，局域網供電系統的功率分級的工作電壓范圍為15.5V至21.5V。如果系統輸入電壓Vin小于21.5V，則比較使能電路輸出的使能信號Ven為0，穩壓調節電路被開啟。如果系統輸入電壓Vin大于21.5V，則說明功率分級已結束，比較使能電路輸出的使能信號Ven為1，穩壓調節電路被關閉。當穩壓調節電路被開啟后，穩壓調節電路對系統輸入電壓Vin進行轉換和穩壓，并輸出功率分級電壓Vgrade給特征電流檢測電路。在穩壓調節電路獲得使能信號Ven的同時，特征電流檢測電路也從比較使能電路中獲得使能信號Ven，并輸出特征電流Iar供系統確定局域網設備的功率等級。
[0019]如圖2所示，局域網設備用電接口功率分級電路中，比較使能電路用于判斷系統是否處于功率分級階段，并決定功率分級電路是否開始工作。比較使能電路包括系統電壓輸入端Vin、參考電壓輸入端Vref、使能信號輸出端Ven、電阻R1至R3、M0S管Ml至M2、比較器P1、反相器B1至B2。其中電阻R1至R3對系統輸入電壓Vin進行分壓，并將分壓后的電壓在比較器P1中與參考電壓Vref進行比較。為了防止比較使能電路在臨界電壓點反復跳轉，M0S管Ml至M2和電阻R1為比較使能電路引入一個比較裕度。例如，參考電壓Vref為2.5V，電阻R1為185Ω，電阻R2為5Ω，電阻R3為25Ω，或者參考電壓Vref為2.5V，電阻R1為370 Ω，電阻R2為10Ω，電阻R3為50 Ω。則比較使能電路將引入一個0.5V的比較裕度。當系統輸入電壓Vi η由低向高變化時，若系統輸入電壓Vin小于21.5V，使能信號Ven為0，若系統輸入電壓Vin大于21.5V，使能信號Ven為1。當系統輸入電壓由高向低變化時，若系統輸入電壓Vin小于2IV，使能信號Ven為0，若系統輸入電壓Vin大于21V，使能信號Ven為1。
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