TWI649982B - 乙太網路供電裝置 - Google Patents

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Abstract

一種乙太網路供電裝置。乙太網路供電裝置包括第一乙太網路接頭、乙太變壓器電路、以及偵測電路。第一乙太網路接頭透過乙太纜線耦接至網路裝置的第二乙太網路接頭，並且具有第一備用接腳及第二備用接腳。乙太變壓器電路耦接第一乙太網路接頭，用以提供電源電壓至乙太纜線，以傳送電源電壓至網路裝置。偵測電路接收電源電壓，並且耦接乙太變壓器電路、第一備用接腳、及第二備用接腳，用以提供參考電壓至第一備用接腳，並且自第二備用接腳接收識別電壓，以判別網路裝置是否為受電裝置。

Description

乙太網路供電裝置
本發明是有關於一種供電裝置，且特別是有關於一種乙太網路供電裝置。
乙太網路供電（Power over Ethernet，POE）裝置是一個透過網路線供應電源的應用，在IEEE 802.3AT/F有明確定義其規範與使用，且其便利性也如眾所皆知，例如可以節省外部I/O的空間、讓產品外觀可以更加的美觀與實用。但在乙太網路供電裝置的應用上，因為需要偵測外部裝置是否為乙太網路供電裝置，所以需要大面積的線路與積體電路（IC），而大面積的線路與積體電路的價格昂貴，且不易放置在可攜式網路裝置中，以致於可攜式網路裝置無法使用乙太網路供電的應用。因此，乙太網路供電裝置需要新的一種電路設計以適用於可攜式網路裝置。
本發明提供一種乙太網路供電裝置，可透過簡單的電路來進行判斷網路裝置是否為受電裝置。
本發明的乙太網路供電裝置，包括第一乙太網路接頭、乙太變壓器電路、以及乙太變壓器電路。第一乙太網路接頭透過乙太纜線耦接至網路裝置的第二乙太網路接頭，並且具有第一備用接腳、第二備用接腳、傳送接腳組、接收接腳組。乙太變壓器電路耦接第一乙太網路接頭，用以透過傳送接腳組、及接收接腳組提供電源電壓至乙太纜線，以傳送電源電壓至網路裝置。偵測電路接收電源電壓，並且耦接乙太變壓器電路、第一備用接腳、及第二備用接腳，用以提供參考電壓至第一備用接腳，並且自第二備用接腳接收識別電壓，以判別網路裝置是否為受電裝置。當網路裝置為受電裝置時，偵測電路提供電源電壓至乙太變壓器電路。
基於上述，本發明實施例的乙太網路供電裝置，其傳送參考電壓至第一備用接腳，並且依據自第二備用接腳所接收的識別電壓來判別網路裝置是否為受電裝置。藉此，乙太網路供電裝置可簡化判斷的方式，亦即以簡單的電路來進行判斷。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1為依據本發明一實施例的乙太網路供電裝置的系統示意圖。請參照圖1，在本實施例中，乙太網路供電裝置100透過乙太纜線20耦接至網路裝置10，並且乙太網路供電裝置100包括第一乙太網路接頭110、乙太變壓器電路120及偵測電路130。第一乙太網路接頭110透過乙太纜線20耦接至網路裝置10的第二乙太網路接頭11。第一乙太網路接頭110具有第一備用接腳PRV1、第二備用接腳PRV2、傳送接腳組（例如包括第一傳送接腳PTX1及第二傳送接腳PTX2）、及接收接腳組（例如包括第一接收接腳PRX1及第二接收接腳PRX2）。
乙太變壓器電路120耦接第一乙太網路接頭110，用以透過第一傳送接腳PTX1、第二傳送接腳PTX2、第一接收接腳PRX1、及第二接收接腳PRX2提供電源電壓VPD至乙太纜線20，以傳送電源電壓VPD至網路裝置10。偵測電路130接收電源電壓VPD，並且耦接乙太變壓器電路120、第一備用接腳PRV1、及第二備用接腳PRV2，用以提供參考電壓VREF至第一備用接腳PRV1，並且自第二備用接腳PRV2接收識別電壓VID，以判別網路裝置10是否為受電裝置。
當網路裝置10為受電裝置時，則偵測電路130提供電源電壓VPD至乙太變壓器電路120，藉由乙太變壓器電路120及乙太纜線20將電源電壓VPD傳送至受電裝置。當網路裝置10不為受電裝置時，則偵測電路130不提供電源電壓VPD至乙太變壓器電路120，亦即電源電壓VPD不會傳送至網路裝置10。
進一步來說，當網路裝置10為受電裝置時，第一備用接腳PRV1會透過乙太纜線20及第二乙太網路接頭11耦接至第二備用接腳PRV2，亦即識別電壓VID會相同於參考電壓VREF。換言之，當網路裝置10為受電裝置時，參考電壓VREF會回傳到偵測電路130，以觸發偵測電路130將電源電壓VPD提供至乙太變壓器電路120。
乙太變壓器電路120包括第一變壓器TM1及第二變壓器TM2、變壓器TM3及TM4。第一變壓器TM1具有第一側F1及第三側F3，第二變壓器TM2具有第二側F2及第四側F4。第一側F1的第一端耦接第一傳送接腳PTX1，第一側F1的第一中間端用以接收電源電壓VPD，並且第一側F1的第二端耦接第二傳送接腳PTX2，其中第一側F1的第一中間透過串接的電容CM1、電阻RM1及電容CX1耦接至接地端GND2。第二側F2的第三端耦接第一接收接腳PRX1，第二側F2的第二中間端耦接接地電壓GND1，並且第二側F2的第四端耦接第二接收接腳PRX2，其中第二側F2的第二中間透過串接的電容CM2、電阻RM2及電容CX1耦接至接地端GND2，並且接收電壓GND1不同於接收電壓GND2。
第三側F3的第五端透過變壓器TM3的一側接收第一傳送信號TX1，第三側F3的第三中間端接收傳送參考電壓TXC，並且第三側F3的第六端透過變壓器TM3的另一側接收第二傳送信號TX2。第四側F4的第七端透過變壓器TM4的一側提供第一接收信號RX1，第四側的第四中間端耦接接收參考電壓TXC，並且第四側的第八端透過變壓器TM4的另一側提供第二接收信號RX2。
偵測電路130包括裝置判別電路131及電壓傳送電路133。裝置判別電路131耦接第一備用接腳PRV1、及第二備用接腳PRV2，用以提供參考電壓VREF至第一備用接腳PRV1，並且自第二備用接腳PRV2接收識別電壓VID，以判別網路裝置10是否為受電裝置。當網路裝置10為受電裝置時，致能傳送控制信號STC；當網路裝置10不為受電裝置時，禁能傳送控制信號STC。
電壓傳送電路133接收電源電壓VPD且耦接裝置判別電路131及乙太變壓器電路120。當傳送控制信號STC致能時，傳送電源電壓VPD至乙太變壓器電路120；當傳送控制信號STC禁能時，停止傳送電源電壓VPD至乙太變壓器電路120。
進一步來說，裝置判別電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一電容C1、以及第一接面電晶體T1。第一電阻R1耦接於電源電壓VPD與第一備用接腳PRV1之間。第一接面電晶體T1具有提供傳送控制信號STC的集極、一基極及耦接接地電壓GND1的射極。第二電阻R2耦接於第一接面電晶體T1的基極與第二備用接腳PRV2之間。第三電阻R3耦接於第二備用接腳PRV2與接地電壓GND1之間。第一電容C1耦接於第二備用接腳PRV2與接地電壓GND1之間。第四電阻R4耦接於電源電壓VPD與第一接面電晶體T1的集極之間。電壓傳送電路133包括PMOS電晶體MP1。PMOS電晶體MP1具有接收電源電壓VPD的源極、接收傳送控制信號STC的閘極及耦接乙太變壓器電路120的汲極。
在小信號電路的設計中，由於驅動能力的要求較低，亦即電流值約為數毫~數百毫安培，因此電阻的阻值一般會設計在數K歐姆，亦即第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3及第四電阻R4的阻值通常會設計為數K歐姆。在一實施例中，第一電阻R1為7.5K歐姆，第二電阻R2為2.49K歐姆，第三電阻R3為4.7K歐姆，第四電阻R4為1K歐姆。
圖2A為依據本發明一實施例的乙太網路供電裝置耦接受電裝置的系統示意圖。圖2B為依據本發明一實施例的乙太網路供電裝置的偵測電路耦接受電裝置的等效示意圖。請參照圖1、圖2A及圖2B，在本實施例中，網路裝置10a為受電裝置，並且第二乙太網路接頭11a大致相同於第一乙太網路接頭110，但是第二乙太網路接頭11a的第一備用接腳PRV1耦接至第二備用接腳PRV2，並且第二乙太網路接頭11a耦接至乙太變壓器電路13a。此時，由於第二乙太網路接頭11a的第一備用接腳PRV1及第二備用接腳PRV2是透過乙太纜線20而分別耦接至第一乙太網路接頭110的第一備用接腳PRV1及第二備用接腳PRV2，因此第一乙太網路接頭110的第一備用接腳PRV1會耦接至第二備用接腳PRV2。
接著，電源電壓VPD會經第一電阻R1、第二電阻R2及第三電阻R3分壓而基極提供至第一接面電晶體T1的基極，以導通第一接面電晶體T1。由於射極電流拉低了傳送控制信號STC的電壓準位，導致傳送控制信號STC的電壓準位會接近接地電壓GND1，亦即致能的傳送控制信號STC。並且，致能的傳送控制信號STC導致PMOS電晶體MP1的導通，而電源電壓VPD會透過導通的PMOS電晶體MP1傳送至乙太變壓器電路120。
圖3A為依據本發明一實施例的乙太網路供電裝置耦接網路的系統示意圖。圖3B為依據本發明一實施例的乙太網路供電裝置的偵測電路耦接網路裝置的等效示意圖。請參照圖1、圖3A及圖3B，在本實施例中，網路裝置10是以75歐姆（OHM）對接的電路結構，亦即網路裝置10的乙太變壓器電路13b中的多個電壓器的一側的多個中間端分別透過電阻Rx相互耦接，並且乙太變壓器電路13b中的多個電壓器的一側的多個中間端分別耦接電源端TPD、接地電壓GND1、第一備用接腳PRV1及第二備用接腳PRV2。
此時，由於第一電阻R1與兩個電阻Rx串接於電源電壓VPD與接地電壓GND1之間，亦即電阻Rx的跨壓較低，導致第一接面電晶體T1的基極過低，進而第一接面電晶體T1無法工作。由於第四電阻R4將電源電壓VPD傳送至第一接面電晶體T1的集極，提高了傳送控制信號STC的電壓準位，導致傳送控制信號STC的電壓準位會接近電源電壓VPD，亦即禁能的傳送控制信號STC。並且，禁能的傳送控制信號STC導致PMOS電晶體MP1的截止，而電源電壓VPD會無法透過PMOS電晶體MP1傳送至乙太變壓器電路120，也就是乙太網路供電裝置100不會傳送電源電壓VPD以避免電力燒毀網路裝置10。
圖4A為依據本發明一實施例的乙太網路供電裝置耦接網路的系統示意圖。圖4B為依據本發明一實施例的乙太網路供電裝置的偵測電路耦接網路裝置的等效示意圖。請參照圖1、圖4A及圖4B，在本實施例中，網路裝置10是以0歐姆對接的電路結構，亦即網路裝置10的乙太變壓器電路13b中的多個電壓器的一側的多個中間端分別透過導線相互耦接，並且乙太變壓器電路13b中的多個電壓器的一側的多個中間端分別耦接電源端TPD、接地電壓GND1、第一備用接腳PRV1及第二備用接腳PRV2。
此時，由於第一電阻R1與第二電阻R2的連接處（亦即第一備用接腳PRV1及第二備用接腳PRV2）被耦接至接地電壓GND1之間，導致第一接面電晶體T1的基極為接地電壓GND1，進而第一接面電晶體T1無法工作。由於第四電阻R4將電源電壓VPD傳送至第一接面電晶體T1的集極，提高了傳送控制信號STC的電壓準位，導致傳送控制信號STC的電壓準位會接近電源電壓VPD，亦即禁能的傳送控制信號STC。並且，禁能的傳送控制信號STC導致PMOS電晶體MP1的截止，而電源電壓VPD會無法透過PMOS電晶體MP1傳送至乙太變壓器電路120，也就是乙太網路供電裝置100不會傳送電源以避免電力燒毀網路裝置10。
綜上所述，本發明實施例的乙太網路供電裝置，其傳送參考電壓至第一備用接腳，並且依據自第二備用接腳所接收的識別電壓來判別網路裝置是否為受電裝置。藉此，乙太網路供電裝置可簡化判斷的方式，亦即以簡單的電路來進行判斷。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10、10a‧‧‧網路裝置
11、11a‧‧‧第二乙太網路接頭
20‧‧‧乙太纜線
100‧‧‧乙太網路供電裝置
110‧‧‧第一乙太網路接頭
120、13a‧‧‧乙太變壓器電路
130‧‧‧偵測電路
131‧‧‧裝置判別電路
133‧‧‧電壓傳送電路
C1‧‧‧第一電容
CM1、CX1‧‧‧電容
F1‧‧‧第一側
F2‧‧‧第二側
F3‧‧‧第三側
F4‧‧‧第四側
GND1、GND2‧‧‧接地端
MP1‧‧‧PMOS電晶體
PRV1‧‧‧第一備用接腳
PRV2‧‧‧第二備用接腳
PRX1‧‧‧第一接收接腳
PRX2‧‧‧第二接收接腳
PTX1‧‧‧第一傳送接腳
PTX2‧‧‧第二傳送接腳
R1‧‧‧第一電阻
R2‧‧‧第二電阻
R3‧‧‧第三電阻
R4‧‧‧第四電阻
RM1、Rx‧‧‧電阻
RX1‧‧‧第一接收信號
RX2‧‧‧第二接收信號
STC‧‧‧傳送控制信號
T1‧‧‧第一接面電晶體
TM1‧‧‧第一變壓器
TM2‧‧‧第二變壓器
TM3、TM4‧‧‧變壓器
TPD‧‧‧電源端
TX1‧‧‧第一傳送信號
TX2‧‧‧第二傳送信號
TXC‧‧‧接收參考電壓
TXC‧‧‧傳送參考電壓
VID‧‧‧識別電壓
VPD‧‧‧電源電壓
VREF‧‧‧參考電壓
圖1為依據本發明一實施例的乙太網路供電裝置的系統示意圖。 圖2A為依據本發明一實施例的乙太網路供電裝置耦接受電裝置的系統示意圖。 圖2B為依據本發明一實施例的乙太網路供電裝置的偵測電路耦接受電裝置的等效示意圖。 圖3A為依據本發明一實施例的乙太網路供電裝置耦接網路的系統示意圖。 圖3B為依據本發明一實施例的乙太網路供電裝置的偵測電路耦接網路裝置的等效示意圖。 圖4A為依據本發明一實施例的乙太網路供電裝置耦接網路的系統示意圖。 圖4B為依據本發明一實施例的乙太網路供電裝置的偵測電路耦接網路裝置的等效示意圖。

Claims (10)

  1. 一種乙太網路供電裝置，包括：一第一乙太網路接頭，透過一乙太纜線耦接至一網路裝置的一第二乙太網路接頭，並且具有一第一備用接腳、一第二備用接腳、一傳送接腳組、及一接收接腳組；一乙太變壓器電路，耦接該第一乙太網路接頭，用以透過該傳送接腳組及該接收接腳組提供一電源電壓至該乙太纜線，以傳送該電源電壓至該網路裝置；以及一偵測電路，接收該電源電壓，並且耦接該乙太變壓器電路、該第一備用接腳、及該第二備用接腳，該偵測電路用以提供一參考電壓至該第一備用接腳，並且自該第二備用接腳接收一識別電壓，以判別該網路裝置是否為一受電裝置，其中當該識別電壓相同於該參考電壓時，判別該網路裝置為該受電裝置，當該網路裝置為該受電裝置時，提供該電源電壓至該乙太變壓器電路。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的乙太網路供電裝置，其中在該受電裝置中，該第一備用接腳透過該乙太纜線及該第二乙太網路接頭耦接至該第二備用接腳。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的乙太網路供電裝置，其中當該網路裝置不為該受電裝置時，不提供該電源電壓至該乙太變壓器電路。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的乙太網路供電裝置，其中該偵測電路包括：一裝置判別電路，耦接該第一備用接腳、及該第二備用接腳，用以當該網路裝置為該受電裝置時，致能一傳送控制信號，當該網路裝置不為該受電裝置時，禁能該傳送控制信號；以及一電壓傳送電路，接收該電源電壓且耦接該裝置判別電路及該乙太變壓器電路，用以當該傳送控制信號致能時，傳送該電源電壓至該乙太變壓器電路，並且當該傳送控制信號禁能時，停止傳送該電源電壓至該乙太變壓器電路。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的乙太網路供電裝置，其中該裝置判別電路包括：一第一電阻，耦接於該電源電壓與該第一備用接腳之間；一第一接面電晶體，具有提供該傳送控制信號的一集極、一基極及耦接一接地電壓的一射極；一第二電阻，耦接於該基極與該第二備用接腳之間；一第三電阻，耦接於該第二備用接腳與該接地電壓之間；一第一電容，耦接於該第二備用接腳與該接地電壓之間；以及一第四電阻，耦接於該電源電壓與該集極之間。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的乙太網路供電裝置，其中該電壓傳送電路包括：一PMOS電晶體，具有接收該電源電壓的一源極、接收該傳送控制信號的一閘極及耦接該乙太變壓器電路的一汲極。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的乙太網路供電裝置，其中該傳送接腳組包括一第一傳送接腳及一第二傳送接腳，該接收接腳組包括一第一接收接腳及一第二接收接腳，該乙太變壓器電路包括：一第一變壓器，具有一第一側，其中該第一側的一第一端耦接該第一傳送接腳，該第一側的一第一中間端用以接收該電源電壓，並且該第一側的一第二端耦接該第二傳送接腳；以及一第二變壓器，具有一第二側，其中該第二側的一第三端耦接該第一接收接腳，該第二側的一第二中間端耦接一接地電壓，並且該第二側的一第四端耦接該第二接收接腳。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的乙太網路供電裝置，其中該第一變壓器更具有一第三側，其中該第三側的一第五端接收一第一傳送信號，該第三側的一第三中間端接收一傳送參考電壓，並且該第三側的一第六端接收該第二傳送信號。
  9. 如申請專利範圍第7項所述的乙太網路供電裝置，其中該第二變壓器更具有一第四側，其中該第四側的一第七端提供一第一接收信號，該第四側的一第四中間端耦接一接收參考電壓，並且該第四側的一第八端提供該第二接收信號。
  10. 一種乙太網路供電裝置，包括：一第一乙太網路接頭，透過一乙太纜線耦接至一網路裝置的一第二乙太網路接頭，並且具有一第一備用接腳、一第二備用接腳、一傳送接腳組、及一接收接腳組；一乙太變壓器電路，耦接該第一乙太網路接頭，用以透過該傳送接腳組及該接收接腳組提供一電源電壓至該乙太纜線，以傳送該電源電壓至該網路裝置；以及一偵測電路，接收該電源電壓，並且耦接該乙太變壓器電路、該第一備用接腳、及該第二備用接腳，該偵測電路用以提供一參考電壓至該第一備用接腳，並且自該第二備用接腳接收一識別電壓，以判別該網路裝置是否為一受電裝置，當該網路裝置為該受電裝置時，提供該電源電壓至該乙太變壓器電路，其中該偵測電路包括一裝置判別電路，用以當該網路裝置為該受電裝置時，致能一傳送控制信號，當該網路裝置不為該受電裝置時，禁能該傳送控制信號，其中該裝置判別電路包括：一第一電阻，耦接於該電源電壓與該第一備用接腳之間；一第一接面電晶體，具有提供該傳送控制信號的一集極、一基極及耦接一接地電壓的一射極；一第二電阻，耦接於該基極與該第二備用接腳之間；一第三電阻，耦接於該第二備用接腳與該接地電壓之間；一第一電容，耦接於該第二備用接腳與該接地電壓之間；以及一第四電阻，耦接於該電源電壓與該集極之間。
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