[发明专利]一种限流电路及包括其的供电系统

说明书

技术领域

本发明属于一种限流电路及包括其的供电系统，特别是一种低功耗的限流电路及用于以太网供电的供电系统。

背景技术

以太网供电PoE技术目前广泛应用于射频识别阅读器RFID reader，互联网语音协议VoIP，视频监控和无线局域网络WLAN等领域。PoE技术可以复用现有的以太网布线，同时传输数据和电能，节约了大量成本和空间。随着以太网设备的大量普及，PoE技术拥有广阔的市场前景。

在PoE系统完成检测和分级之后，供电设备PSE将会为PD供电，系统进入上电过程。系统上电过程中，为了防止较大的浪涌电流损坏PD芯片和功率器件等重要元件，需要对浪涌电流进行限制。上电结束之后，系统进入正常供电阶段，此时为了防止负载短路或者过载等故障，导致过大的工作电流损坏开关器件或者负载，此时也需要对工作电流进行限制。因此我们引入了限流电路对芯片进行保护。

根据IEEE802.3at标准的定义，受电设备线缆上的峰值电流可达600mA。因此正常供电时，工作电流的限流点还应大于600mA。如此大的电流流过采样电阻，会造成很大的功耗损耗。

鉴于以上原因，需要设计一种用于以太网供电控制芯片的低面积、低功耗、高精度的限流电路。

发明内容

本发明提供一种限流电路，包括输出电压、热插拔管、电压比较器、采样电阻、基准电压电路，所述采样电阻由金属寄生电阻制作而成；所述热插拔管的漏极与输出电压相连接，源极与采样电阻相连接后接地，栅极与电压比较器的输出端相连接；所述电压比较器的正输入端与基准电压电路相连接，负输入端与采样电阻相连接后接地；所述基准电压电路包括与温度呈正比的基准电流电路及基准电阻电路，所述基准电阻电路的一端接地，另一端与电压比较器的正输入端及基准电流电路相连接。

作为本发明的进一步改进，所述基准电流电路包括PTAT电流产生电路及可调电流源；所述可调电流源的输入端与PTAT电流产生电路相连接，输出端与所述基准电阻电路相连接；所述可调电流源包括相互并联设置的第一至第四电流源及第一至第三开关，并且所述第一至第三电流源分别与第一至第三开关相串联，且第一至第四电流源产生的电流均为所述PTAT电流产生电路所产生的电流的整数倍。

作为本发明的进一步改进，所述第一至第四电流源产生的电流分别为PTAT电流产生电路所产生的电流的1倍、2倍、4倍、6倍。

作为本发明的进一步改进，所述基准电阻电路包括第一电阻、第二电阻、第四及第五开关；所述第四及第五开关的一端与电压比较器的正输入端相连接，第四及第五开关的另一端分别连接于第一电阻的两端，第一电阻与第四开关相连接的一端与基准电流电路的输出端相连接，第一电阻与第五开关相连接的一端与第二电阻相连接后接地。

作为本发明的进一步改进，所述限流电路还包括有反相器，所述第四开关由逻辑信号SW控制，所述第五开关由逻辑信号控制，所述逻辑信号为逻辑信号SW通过所述反相器后形成。

作为本发明的进一步改进，所述限流电路还包括有基极电流补偿电路，所述基极电流补偿电路包括第三电阻、第四电阻、第六至第七开关；所述第六及第七开关的一端与电压比较器的负输入端相连接，第六及第七开关的另一端分别连接于第三电阻的两端，第四电阻的一端与第三电阻及第七开关相连接，另一端与热插拔管的源极相连接。

作为本发明的进一步改进，所述限流电路还包括有反相器，所述第六开关由逻辑信号SW控制，所述第七开关由逻辑信号控制，所述逻辑信号为逻辑信号SW通过所述反相器后形成。

作为本发明的进一步改进，所述第一电阻与第三电阻的阻值相等，所述第二电阻与第四电阻的阻值相等。

本发明提供一种用于以太网供电的供电系统，所述供电系统包括芯片内部电路及外围器件，所述芯片内部电路包括PoE接口电路和DC-DC控制器；其中，所述PoE接口电路包括PoE功能实现模块、逻辑控制模块、延迟电路及如权利要求1至8中任意一项所述的限流电路。

作为本发明的进一步改进，所述外围器件包括RJ-45接口和桥式整流器，旁路电容C1，瞬变抑制二极管D0、D1，π型滤波器和拓扑结构。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

所述电压比较器通过比较采样电阻上的采样电压及基准电阻电路上的基准电压，当采样电压大于基准电压时，电压比较器的输出端产生控制信号，用于调整所述热插拔管，达到钳制电流的目的。