[发明专利]一种用于双路以太网供电系统中的信号放大电路

说明书

本发明涉及以太网供电的信号放大技术领域，公开了一种用于双路以太网供电系统中的信号放大电路，包括转换单元、电流镜单元和放大单元；在实际使用时，本发明通过转换单元将外部输入的两个电压差转换为对应的电流，然后在通过放大单元对将电流转换为电压，根据欧姆定律，当两个电压差转换为电流时需要除以阻值，因此当两个电压差变化很大时，对应的电流变化小，从而可以不用避免本发明最终输出的输出电压会出现信号失真问题；另外放大单元是将输入的电流放大为电压，因此转换单元不用设置过多电阻，可以降低芯片面积和减少热噪声。

技术领域

本发明涉及以太网供电的信号放大技术领域，具体涉及一种用于双路以太网供电系统中的信号放大电路。

背景技术

PoE(Power over Ethernet)是指通过网线传输电力的一种技术，借助现有以太网即通过网线同时为IP终端设备(如：IP电话、AP、IP摄像头等)进行数据传输和供电。为解决不同厂家供电和受电设备之间的适配性问题，IEEE标准委员会先后发布了IEEE 802.3af标准、IEEE 802.3at标准和IEEE 802.3bt标准。其中IEEE 802.3af标准规定PSE设备需要在每个端口上提供最高15.4W的直流电源，IEEE 802.3at标准在兼容802.3af标准的基础上，提供最高25.5W的功率。

对于一些需要大功率的特殊场合，常需要双路以太网供电系统进行供电，这样能够提供更高的电源功率。但是由于双路供电系统之间存在的阻抗差异，两路供电系统之间会存在一定的电流差异，从而影响供电系统的稳定性。为了避免此类情况出现，现有双路供电系统中都会增加均衡电路来检测两路供电系统的供电功率，并及时调整两路供电系统的传输功率，使供电系统满足使用要求。

对于均衡电路，其大多设置有放大电路，通过放大电路对双路供电系统输出的电压差进行差分放大。目前实现差分放大的电路安装工作原理可以分为三运放式放大器、开关电容式放大器、电流反馈式放大器和带电容耦合斩波器的放大器。其中应用最广泛的是基本结构如图1所示的三运放式放大器，该三运放式放大器包括两级放大电路，其中运算放大器A1、运算放大器A2、电阻R5、电阻R6和电阻RG组成了一级放大电路，通过运算放大器A1和运算放大器A2来缓冲输入电压，提高输入阻抗；运算放大器A3、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4组成用来放大差分电压的二级差分放大电路，该二级差分放大电压同时可以抑制共模电压。

对于图1所示的三运放式放大器，根据理想运放输入端虚短的原理可以得到

U_i1＝U_A，U_i2＝U_B；

通过根据理想运放输入端虚断的原理可以得到

当R5与R6相等时，可以得到

如果让R1＝R3，让R2＝R4，根据差分放大电路的性质可得

则三运放差分放大电路得增益A_v为：

从增益A_v的计算公式可以得到，该三运放差分放大电路主要使用电阻形成电压反馈并获得一个常数增益，另外可通过改变电阻RG的大小来控制增益大小，不用通过改变其它性能参数来实现，非常简便且共模抑制比可以达到80dB。