一种以太网载波调制解调电路、激光总线控制器及系统技术方案

本发明专利技术公开一种以太网载波调制解调电路、激光总线控制器及系统。所述以太网载波调制解调电路集成双隔离电源供给，包括：网络隔离单元和耦合调制解调单元；其中：所述网络隔离单元，用于将以太网第一组TX差分信号和第一组RX差分信号进行电气隔离，得到隔离后第二组TX差分信号和第二组RX差分信号；所述耦合调制解调单元，用于将所述第二组TX差分信号与外部的直流系统电源耦合调制成有源以太网TX载波信号，以及将所述第二组RX差分信号与外部的直流驱动电源解耦解调成有源以太网RX载波信号。从而可以简化电气线路接线方式，降低激光设备的供电电源干扰，提升激光设备的集成度和通讯的速度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
一种以太网载波调制解调电路、激光总线控制器及系统


[0001]本专利技术涉及激光
，尤其涉及一种以太网载波调制解调电路、激光总线控制器及系统。

技术介绍

[0002]随着激光技术的发展，激光行业近年来开始引入工业现场总线控制，EtherCAT总线、Profinet总线、Ethernet总线因为其强大的实时传输和同步性能等优势，已然成为激光加工系统的标配以太网通讯方式。
[0003]但是传统的工业以太网总线不支持电源供给，在设备和板卡之间通讯时，需要单独增加电源来供电，成本造价高，造成接线复杂，容易安装出错，故障不易排查等问题，特别是高功率激光器和激光加工头的体积小，电控板卡集成度高，在高温高湿、设备震动、空气粉尘、复杂的电磁场等恶劣工况环境下，如果外部通过常规外控IO信号和电源线材单独连接控制，设备间的数字信号和设备间的模拟信号不共地，难以保证其长时工作的稳定性和可靠性，IO控制方式也会影响激光加工的同步性，难以集成总线系统，不好做智能化实时闭环控制，从而降低激光设备的集成度和通讯的速度，提高激光设备的供电电源干扰。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例旨在提供一种以太网载波调制解调电路、激光总线控制器及系统，旨在解决目前传统的工业以太网总线不支持电源供给，在设备和板卡之间通讯时，需要单独增加电源来供电，造成成本造价高，接线复杂，降低激光设备的集成度且提高激光设备的供电电源干扰的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术第一方面实施例提供一种以太网载波调制解调电路，所述以太网载波调制解调电路集成双隔离电源供给，包括：网络隔离单元和耦合调制解调单元；其中：
[0006]所述网络隔离单元，用于将以太网第一组TX差分信号和第一组RX差分信号进行电气隔离，得到隔离后第二组TX差分信号和第二组RX差分信号；
[0007]所述耦合调制解调单元，用于将所述第二组TX差分信号与外部的直流系统电源耦合调制成有源以太网TX载波信号，以及将所述第二组RX差分信号与外部的直流驱动电源解耦解调成有源以太网RX载波信号。
[0008]可选地，所述以太网载波调制解调电路还包括：防静电保护单元，所述防静电保护单元用于保护以太网第一组TX差分信号和以太网第二组RX差分信号免受外部静电浪涌脉冲干扰和雷击干扰，并在受到静电浪涌脉冲干扰地快速对地泄放掉。
[0009]可选地，所述以太网载波调制解调电路还包括终端匹配电路，所述终端匹配电路用于在网络通讯过程中避免反射信号。
[0010]可选地，所述以太网载波调制解调电路还包括：供电稳压单元，所述供电稳压单元与所述网络隔离单元电性连接，用于稳定所述网络隔离单元的供电。
[0011]可选地，所述网络隔离单元输出隔离后第二组TX差分信号，其中，所述第二组TX差分信号包括2_TX_P差分信号和2_TX_N差分信号；以及输出隔离后第二组RX差分信号，其中，所述第二组RX差分信号包括2_RX_P差分信号和2_RX_N差分信号。
[0012]可选地，所述以太网载波调制解调电路还包括：差分信号防护单元，所述差分信号防护单元与所述网络隔离单元电性连接，用于为所述网络隔离单元输出的第二组TX差分信号和第二组RX差分信号的两组差分信号做防护。
[0013]可选地，所述以太网载波调制解调电路还包括：耦合单元，所述耦合单元用于将所述网络隔离单元输出的第二组TX差分信号和第二组RX差分信号的两组差分信号耦合到所述耦合调制解调单元上。
[0014]可选地，所述耦合调制解调单元包括：第一LC电路和第二LC电路；
[0015]所述第一LC电路，用于将所述第二组TX差分信号与外部的直流系统电源耦合调制有源以太网TX载波信号；其中，有源以太网TX载波信号中的POE_TX_P载波信号耦合的是所述第二组TX差分信号中的2_TX_P差分信号和直流系统电源地，有源以太网TX载波信号中的POE_TX_N载波信号耦合的是第二组TX差分信号中的2_TX_N差分信号和直流系统电源正极；
[0016]所述第二LC电路，用于将所述第二组RX差分信号与外部的直流驱动电源解耦解调成有源以太网RX载波信号；其中，有源以太网RX载波信号中的POE_RX_N载波信号耦合的是所述第二组TX差分信号中的2_RX_N差分信号和直流驱动电源正极，有源以太网RX载波信号中的POE_RX_P载波信号耦合的是第二组TX差分信号中的2_RX_P差分信号和直流驱动电源地。
[0017]相应地，本专利技术第二方面实施例提供一种激光总线控制器，所述激光总线控制器包括：电源降压模块、处理器、以太网从站控制器和以太网及电源载波接口电路；其中：
[0018]所述电源降压模块，用于将交流电经过交流转直流转换输出两组独立的直流系统电源和直流驱动电源；
[0019]所述处理器，用于处理以太网协议栈的应用逻辑，以及通过IO驱动开关来控制所述直流系统电源和所述直流驱动电源的供给通断；
[0020]所述以太网从站控制器，用于处理以太网数据链路层上的数据帧，输出若干路以太网信号；
[0021]所述以太网及电源载波接口电路，包括本专利技术第一方面实施例所述的以太网载波调制解调电路，用于以以太网差分信号方式通过所述以太网载波调制解调电路将部分以太网信号加载到所述直流系统电源和所述直流驱动电源上，形成有源以太网载波信号。
[0022]可选地，所述电源降压模块包括交流电接入模块、第一交流转直流变压器和第二交流转直流变压器；其中：
[0023]所述交流电接入模块，用于将接入的交流电输送给所述第一交流转直流变压器和所述第二交流转直流变压器；
[0024]所述第一交流转直流变压器，用于将所述交流电接入模块输送过来的交流电转换成一组独立的直流系统电源；
[0025]所述第二交流转直流变压器，用于将所述交流电接入模块输送过来的交流电转换成一组独立的直流驱动电源。
[0026]可选地，所述以太网从站控制器包括第一MII端口、第二MII端口、第三MII端口和
第四MII端口，分别输出第一以太网信号、第二以太网信号、第三以太网信号和第四以太网信号。
[0027]可选地，所述以太网及电源载波接口电路还包括第一物理层芯片、第二物理层芯片、第三物理层芯片、第四物理层芯片、第一隔离变压器、第二隔离变压器、第三隔离变压器和第四隔离变压器；
[0028]所述以太网从站控制器第一MII端口的第一以太网信号通过所述第一物理层芯片和所述第一隔离变压器对外连接RJ45标准以太网接口，实现一进网口设计；
[0029]所述以太网从站控制器第二MII端口的第二以太网信号通过所述第二物理层芯片和所述第二隔离变压器对外连接RJ45标准以太网接口，实现一出网口设计；
[0030]所述以太网从站控制器第三MII端口的第三以太网信号以以太网差分信号方式通过以太网载波调制解调电路加载到所述直流系统电源和所述直流驱动电源上，形成有源以太网载波信号；
[0031]所述以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以太网载波调制解调电路，其特征在于，所述以太网载波调制解调电路集成双隔离电源供给，包括：网络隔离单元和耦合调制解调单元；其中：所述网络隔离单元，用于将以太网第一组TX差分信号和第一组RX差分信号进行电气隔离，得到隔离后第二组TX差分信号和第二组RX差分信号；所述耦合调制解调单元，用于将所述第二组TX差分信号与外部的直流系统电源耦合调制成有源以太网TX载波信号，以及将所述第二组RX差分信号与外部的直流驱动电源解耦解调成有源以太网RX载波信号。2.根据权利要求1所述的以太网载波调制解调电路，其特征在于，所述以太网载波调制解调电路还包括：防静电保护单元，所述防静电保护单元用于保护以太网第一组TX差分信号和以太网第二组RX差分信号免受外部静电浪涌脉冲干扰和雷击干扰，并在受到静电浪涌脉冲干扰地快速对地泄放掉。3.根据权利要求1所述的以太网载波调制解调电路，其特征在于，所述以太网载波调制解调电路还包括终端匹配电路，所述终端匹配电路用于在网络通讯过程中避免反射信号。4.根据权利要求1所述的以太网载波调制解调电路，其特征在于，所述以太网载波调制解调电路还包括：供电稳压单元，所述供电稳压单元与所述网络隔离单元电性连接，用于稳定所述网络隔离单元的供电。5.根据权利要求1所述的以太网载波调制解调电路，其特征在于，所述网络隔离单元输出隔离后第二组TX差分信号，其中，所述第二组TX差分信号包括2_TX_P差分信号和2_TX_N差分信号；以及输出隔离后第二组RX差分信号，其中，所述第二组RX差分信号包括2_RX_P差分信号和2_RX_N差分信号。6.根据权利要求5所述的以太网载波调制解调电路，其特征在于，所述以太网载波调制解调电路还包括：差分信号防护单元，所述差分信号防护单元与所述网络隔离单元电性连接，用于为所述网络隔离单元输出的第二组TX差分信号和第二组RX差分信号的两组差分信号做防护。7.根据权利要求5所述的以太网载波调制解调电路，其特征在于，所述以太网载波调制解调电路还包括：耦合单元，所述耦合单元用于将所述网络隔离单元输出的第二组TX差分信号和第二组RX差分信号的两组差分信号耦合到所述耦合调制解调单元上。8.根据权利要求7所述的以太网载波调制解调电路，其特征在于，所述耦合调制解调单元包括：第一LC电路和第二LC电路；所述第一LC电路，用于将所述第二组TX差分信号与外部的直流系统电源耦合调制有源以太网TX载波信号；其中，有源以太网TX载波信号中的POE_TX_P载波信号耦合的是所述第二组TX差分信号中的2_TX_P差分信号和直流系统电源地，有源以太网TX载波信号中的POE_TX_N载波信号耦合的是第二组TX差分信号中的2_TX_N差分信号和直流系统电源正极；所述第二LC电路，用于将所述第二组RX差分信号与外部的直流驱动电源解耦解调成有源以太网RX载波信号；其中，有源以太网RX载波信号中的POE_RX_N载波信号耦合的是所述第二组TX差分信号中的2_RX_N差分信号和直流驱动电源正极，有源以太网RX载波信号中的POE_RX_P载波信号耦合的是第二组TX差分信号中的2_RX_P差分信号和直流驱动电源地。9.一种激光总线控制器，其特征在于，所述激光总线控制器包括：电源降压模块、处理器、以太网从站控制器和以太网及电源载波接口电路；其中：
所述电源降压模块，用于将交流电经过交流转直流转换输出两组独立的直流系统电源和直流驱动电源；所述处理器，用于处理以太网协议栈的应用逻辑，以及通过IO驱动开关来控制所述直流系统电源和所述直...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨德权，马梦意，蒋峰，
申请(专利权)人：苏州创鑫激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：