CN100539507C - 设置于网络装置中的继电器与相关方法 - Google Patents

Abstract

一种继电器，设置于一以太网络装置中，并耦接于该以大网络装置的第一接收端以及第一传送端。该继电器包含有：一第一开关，耦接于该第一接收端及该第一传送端之间；一开关控制单元，耦接于该第一开关的控制端，用来于该以太网络装置处于一第一状态时，断路该第一开关的第一端与第二端；以及一第一交流耦合单元，耦接于该第一接收端与该第一开关的控制端，用来于该以太网络装置处于一第二状态时，依据自该第一接收端所接收的第一脉冲来导通该第一开关的第一端与第二端。

Description

设置于网络装置中的继电器与相关方法

技术领域

本发明涉及一网络系统，特别是涉及一网络系统的供电技术。

背景技术

「以太网络供电」(power over Ethernet，POE)是一种可以通过以太网络中的缆线提供一网络装置所需的电能的技术。通过此技术，该网络装置可通过以太网络缆线取得该网络装置运作所需的电能。

请参阅图1，图1为于一以太网络中，二个以太网络装置的连接关系的示意图。于图1中，一以太网络包含有支持以太网络供电技术的一第一网络装置110以及一第二网络装置120，其中，第一网络装置110为负责供电的装置，第二网络装置120则为接受供电的装置。举例来说，第一网络装置110可为一交换器(switch)，第二网络装置120则可为一终端站台(endstation)。

第一网络装置110包含有一发射器112以及一接收器114；第二网络装置120则包含有一发射器124、一接收器122、以及一继电器(relay)126。继电器126耦接于第二网络装置120的一第一接收端VIP、一第二接收端VIN、一第一传送端VOP、以及一第二传送端VON。

在第二网络装置120尚未取得所需的电能的情形下，继电器126中的两个开关则必须处于导通的状态，以让第一接收端VIP连接至第一传送端VOP，并让第二接收端VIN连接至第二传送端VON，此时，由发射器112传送出的连接脉冲将会可以传回至接收器114(当然，接收器114所收到的连接脉冲是衰减后的连接脉冲)。若第一网络装置110接收到回传的连接脉冲，则第一网络装置110依据该回传的连接脉冲而得知该第一网络装置110具有「以太网络供电」技术，该第一网络装置110即通过缆线将电能传送给第二网络装置120。在第二网络装置120已具备操作所需的电能(此一电能可以是藉由以太网络供电技术所接收到的电能，或是由其它额外装置所提供的电能)的情形下，继电器126中的两个开关必须处于断路的状态。

图1中所示的继电器126仅为一概念上的示意区块，继电器126真实的电路结构会比图1中所示的两个单纯的开关要复杂许多，系统设计者必须适当地设计此一继电器126，才有办法让以太网络供电的功能正确地运作。此外，将继电器126整合至一芯片内，可减少组件数目、降低成本。

发明内容

本发明的目的之一，在于提供一种具有简单电路结构的继电器，以整合于支持以太网络供电功能的以太网络装置之中。

本发明披露了一种继电器，耦接于该网络装置的第一接收端以及第一传送端。该继电器包含有：一第一开关，耦接于该第一接收端及该第一传送端之间；一开关控制单元，耦接于该第一开关的控制端，用来于该网络装置处于一第一状态时，控制该第一开关使之断路；以及一第一交流耦合单元，耦接于该第一接收端与该第一开关的控制端，用来于该网络装置处于一第二状态时，依据自该第一接收端所接收的第一脉冲来控制该第一开关使之导通，其中该第一状态对应一以太网络供电启动状态，该第二状态对应一以太网络供电停用状态。

本发明的另一目的，在于提供一种网络装置的供电方法。

本发明披露了一种网络装置的供电方法，该网络装置具有第一接收端以及第一传送端，该方法包含：提供一继电器，该继电器包括：一第一开关，耦接于该第一接收端及该第一传送端之间；以及一开关控制单元，耦接于该第一开关的控制端，用来于控制该第一开关；以及一第一交流耦合单元，耦接于该第一接收端与该第一开关的控制端，用来检测自该第一接收端的一第一脉冲，来控制该第一开关；当该网络装置处于该第一状态时，断路该第一开关的第一端与第二端；以及当该网络装置处于该第二状态时，依据自该第一脉冲来导通该第一开关的第一端与第二端，其中该第一状态对应一以太网络供电启动状态，该第二状态对应一以太网络供电停用状态。

附图说明

图1为一以太网络中二以太网络装置的连接关系的示意图。

图2为本发明的继电器的一实施例示意图。

附图符号说明

100                   网络

110、120              网络装置

112、124              发射器

114、122              接收器

126                   继电器

210、220、230、240    交流耦合单元

250                   开关控制单元

255                   负电压产生器

具体实施方式

请参阅图2，图2为本发明的继电器的一实施例示意图。本实施例的继电器可以设置于一以太网络装置之中，其设置方法可以相似于图1的继电器126设置于第二以太网络装置120中的方式。

继电器耦接于该以太网络装置的第一网络接收端VIP、第二网络接收端VIN、第一网络传送端VOP、以及第二网络传送端VON。当然，也有可能是图2中的VIP、VIN两个节点是该以太网络装置的二传送端，VOP、VON两个节点是该以太网络装置的二接收端。至于VIP、VIN两个节点谁正谁负、VOP、VON两个节点谁正谁负，则可以不用固定。一较佳实施例，继电器具有对称的结构。而以下则将以第一网络接收端VIP为正接收端、第二网络接收端VIN为负接收端、第一网络传送端VOP为正传送端、以及第二网络传送端VON为负传送端的情形来做说明。

继电器包含有一第一、第二开关、一第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八交流耦合单元、以及一开关控制单元250。而于本实施例中，该第一、第二开关分别为一第一、第二晶体管T1、T2，第一晶体管T1的第一、第二端分别耦接于该以太网络装置的第一网络接收端VIP、第一网络传送端VOP，第二晶体管T2的第一、第二端则分别耦接于该以太网络装置的第二网络接收端VIN、第二网络传送端VON。该第一、第三、第五、第七交流耦合单元分别为一第一、第三、第五、第七电容C1、C3、C5、C7。第二交流耦合单元210包含有一第一二极管D1、一第一电阻R1、以及一第二电容C2；第四交流耦合单元220包含有一第二二极管D2、一第二电阻R2、以及一第四电容C4；第六交流耦合单元230包含有一第三二极管D3、一第三电阻R3、以及一第六电容C6；第八交流耦合单元240包含有一第四二极管D4、一第四电阻R4、以及一第八电容C8；开关控制单元250则包含有一负电压产生器255、一第三开关(其为一第三晶体管T3)、以及一第四开关(其为一第四晶体管T4)。在一实施例中，第一、第二晶体管T1、T2为阈值电压(threshold voltage)很小的晶体管，举例来说，第一、第二晶体管T1、T2的阈值电压可以趋近于0。至于各组件之间相互耦接的关系，则如图2所示，在此不多做赘述。

本发明的以太网络装置具有一第一状态与一第二状态，该第一状态对应于该以太网络装置已具备操作所需的电能的状态，该第二状态则对应于该以太网络装置并未具备操作所需的电能的状态。举例来说，该第一状态可以是一以太网络供电启动状态(POE active status)，该第二状态则可以是一以太网络供电停用状态(POE disabled status)。

在第二状态时，由于该以太网络装置并不具有运作所需的电能，因此负电压产生器255不会产生出用来断路第一、第二晶体管T1、T2的负电压VBIAS。该第一网络接收端VIP所接收的第一脉冲(该第一脉冲为一差动连接脉冲中的一正连接脉冲)会通过第一电容C1交流耦合至第一晶体管T1的控制端，而使该第一晶体管T1导通，故此时该第一脉冲将可通过第一晶体管T1传送至第一网络传送端VOP。另一端以太网络装置接收到回传的连接脉冲，则通过缆线将电能传送给该以太网络装置。

在该以太网络装置接收到电能，该以太网络装置具有电能(即处于该第一状态)，该负电压产生器255会产生一负电压VBIAS，通过处于导通状态的第三、第四晶体管T3、T4，此一负电压VBIAS会被传送至第一、第二晶体管T1、T2的控制端，因此会断路第一晶体管T1的第一端与第二端，以及断路第二晶体管T2的第一端与第二端。

另一实施例，在第一网络接收端VIP接收到该第一脉冲时，该第二网络接收端VIN则会接收到一第二脉冲(该第二脉冲为该差动连接脉冲中的一负连接脉冲)。该第二脉冲亦会通过第三电容C3交流耦合至第二晶体管T2的控制端，然而，其为一负的脉冲，为了避免第二晶体管T2的第一端与第二端被断路，在本实施例中，还设置了第二交流耦合单元210，通过第二交流耦合单元210，该第一脉冲亦会交流耦合至第二晶体管T2的控制端，通过第二交流耦合单元210耦合至第二晶体管T2的控制端的第一脉冲，将可抵销掉通过第三电容C3交流耦合至第二晶体管T2的控制端的第二脉冲，因此第二晶体管T2的第一端与第二端将会处于导通状态，故此时该第二脉冲将可通过第二晶体管T2传送至第二网络传送端VON。在第二交流耦合单元210中，第一二极管D1用来让正的脉冲通过，而阻隔掉负的脉冲；第二电容C2用来将通过第一二极管D1的正脉冲交流耦合至第二晶体管T2的控制端；至于第一电阻R1则是用来让第二电容C2中可以不遗留残余的电荷。第四交流耦合单元220的功能相同于第二交流耦合单元210的功能，而由于在本实施例中，自第二网络接收端VIN所接收到为负的该第二脉冲，第二二极管D2不会让负的该第二脉冲通过，故该第二脉冲将无法通过第四交流耦合单元220交流耦合至第一晶体管T1的控制端，因此不会影响电路的正常运作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (17)

1.一种设置于一网络装置中的继电器，耦接于该网络装置的第一接收端以及第一传送端，该继电器包含有：

一第一开关，耦接于该第一接收端与该第一传送端之间；

一开关控制单元，耦接于该第一开关的控制端，用来于该网络装置处于一第一状态时，控制该第一开关使之断路；以及

一第一交流耦合单元，耦接于该第一接收端与该第一开关的控制端，用来于该网络装置处于一第二状态时，依据自该第一接收端所接收的一第一脉冲来控制该第一开关使之导通，

其中该第一状态对应一以太网络供电启动状态，该第二状态对应一以太网络供电停用状态。

2.如权利要求1所述的继电器，其还耦接于该网络装置的第二接收端以及第二传送端，其还包含有：

一第二开关，耦接于该第二接收端及该第二传送端之间；以及

一第二交流耦合单元，耦接于该第一接收端与该第二开关的控制端，用来于该网络装置处于该第二状态时，依据自该第一接收端所接收的该第一脉冲来控制该第二开关使之导通；

其中该开关控制单元还耦接于该第二开关的控制端，用来于该网络装置处于该第一状态时，控制该第二开关使之断路。

3.如权利要求2所述的继电器，其中该第二交流耦合单元包含有：

一二极管，其第一端耦接于该第一接收端；以及

一第二电容，其第一端耦接于该二极管的第二端，其第二端耦接于该第二开关的控制端。

4.如权利要求3所述的继电器，其中该第二交流耦合单元还包含有：

一电阻，其与该第二电容相互并联。

5.如权利要求2所述的继电器，其中该开关控制单元包含有：

一负电压产生器，用来提供一负电压；

一第三开关，耦接于该负电压产生器以及该第一开关的控制端，用来于该网络装置处于该第一状态时，将该负电压传送至该第一开关的控制端；

一第四开关，耦接于该负电压产生器以及该第二开关的控制端，用来于该网络装置处于该第一状态时，将该负电压传送至该第二开关的控制端。

6.如权利要求1所述的继电器，其中该第一开关为一第一晶体管。

7.如权利要求6所述的继电器，其中该第一交流耦合单元为一第一电容。

8.如权利要求1所述的继电器，其中该开关控制单元包含有：

一负电压产生器，用来提供一负电压；以及

一第三开关，耦接于该负电压产生器以及该第一开关的控制端，用来于该网络装置处于该第一状态时，将该负电压传送至该第一开关的控制端。

9.如权利要求1所述的继电器，其中该第一脉冲为一连接脉冲。

10.如权利要求1所述的继电器，其中该继电器位于一芯片内。

11.一种一网络装置的供电方法，该网络装置具有第一接收端以及第一传送端，该方法包含：

提供一继电器，该继电器包括：

一第一开关，耦接于该第一接收端及该第一传送端之间；以及

一开关控制单元，耦接于该第一开关的控制端，用来控制该第一开关；以及

一第一交流耦合单元，耦接于该第一接收端与该第一开关的控制端，用来依据该第一接收端接收的一第一脉冲，来控制该第一开关；

当该网络装置处于第一状态时，该开关控制单元控制该第一开关使之断路；以及

当该网络装置处于第二状态时，该第一交流耦合单元依据该第一脉冲来控制该第一开关使之导通，

其中该第一状态对应一以太网络供电启动状态，该第二状态对应一以太网络供电停用状态。

12.如权利要求11所述的方法，其中该第一脉冲为一连接脉冲。

13.如权利要求11所述的方法，其中该继电器还耦接于该网络装置的第二接收端以及第二传送端，该继电器还包含有：

一第二开关，耦接于该第二接收端及该第二传送端之间；以及

一第二交流耦合单元，耦接于该第一接收端与该第二开关的控制端，用来于该网络装置处于该第二状态时，依据自该第一接收端所接收的该第一脉冲来控制该第二开关使之导通；

其中该开关控制单元还耦接于该第二开关的控制端，用来于该网络装置处于该第一状态时，控制该第二开关使之断路。

14.如权利要求13所述的方法，其中该第二交流耦合单元包含有：

一二极管，其第一端耦接于该第一接收端；以及

一第二电容，其第一端耦接于该二极管的第二端，其第二端耦接于该第二开关的控制端。

15.如权利要求14所述的方法，其中该第二交流耦合单元还包含有：

一电阻，其与该第二电容相互并联。

16.如权利要求11所述的方法，其中该开关控制单元包含有：

一负电压产生器，用来提供一负电压；以及

一第三开关，耦接于该负电压产生器以及该第一开关的控制端，用来于该网络装置处于该第一状态时，将该负电压传送至该第一开关的控制端。

17.如权利要求11所述的方法，其中该继电器位于一芯片内。

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